[發明專利]用于快速跟蹤參考的反激型多電平輸出直流電源有效

申請號：	201210566423.0	申請日：	2012-12-25
公開（公告）號：	CN103001500A	公開（公告）日：	2013-03-27
發明（設計）人：	鄒愛龍;王慧貞;吳凱成;陳晨;陳穎玉	申請（專利權）人：	南京航空航天大學
主分類號：	H02M3/335	分類號：	H02M3/335;H02M1/44;H02M3/156
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	210016 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	用于快速跟蹤參考反激型多電平輸出直流電源
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【權利要求書】：

1.在反激變換器的基礎上，增加副邊繞組的數目，形成多路輸出的反激變換器，將輸出串聯在一起，通過輸出開關管S_P1、S_P2、...、S_P(k-1)、S_Pk(正組)，S_N1、S_N2、...、S_N(k-1)、S_Nk(負組)和防環流二極管D_P1、D_P2、...、D_P(k-1)、D_Pk(正組)，D_N1、D_N2、...、D_N(k-1)、D_Nk(負組)與輸出母線相連，通過控制輸出開關管的開通和關斷使輸出母線上的電平發生變化；副邊的多路輸出分為正組和負組，正組：P₁、P₂、...、P_k-1、P_k；負組：N₁、N₂、...、N?_k-1、N_k；正組的每一路輸出正電壓+U，負組的每一路輸出負電壓-U；正組的每一路輸出通過一個輸出開關管S_Pi(i＝1、2...k)和一個防環流二極管D_Pi(i＝1、2...k)串聯與正組輸出母線相連，二極管D_Pi的陰極接正組輸出母線，陽極與開關管S_Pi的源極相連，S_Pi的漏極接P_i路輸出的高電勢端(濾波電容C_i的高電勢端)，防環流二極管D_Pi是為了防止電流從正組的高路輸出流向正組的低路輸出，造成正組不同輸出單元之間的環流，正組的最高路輸出P_k的電勢最高，不會有電流流入，因此該路的防環流二極管D_Pk可省略，由于電源工作時其輸出的電壓不能為零，最低路的開關管一直開通，因此最低路輸出P₁的輸出開關管S_P1可以省略；負組的每一路輸出通過一個輸出開關管S_Ni(i＝1、2...k)和一個防環流二極管D_Ni(i＝1、2...k)串聯與負組輸出母線相連，二極管D_Ni的陽極接負組輸出母線，陰極與開關管S_Ni的漏極相連，S_Ni的源極接N_i路輸出的低電勢端(濾波電容C_i′的低電勢端)，防環流二極管D_Ni是為了防止電流從負組的低路輸出流向負組的高路輸出(負組中的高路輸出電勢低，低路輸出電勢高)，因為負組的最高路輸出N_k的電勢最低，不會有電流流出，因此防環流二極管D_Nk可以省略，由于電源工作時其輸出的電壓不能為零，負組最低路的開關管一直開通，最低路輸出N₁的輸出開關管S_N1可以省略；正組的反激變換器副邊二極管D₁...D_k的陽極接正組反激變壓器的副邊同名端(標有·的一端)，陰極接濾波電容C_i的高電勢端；負組的反激變換器副邊二極管D₁′...D_k′的陰極接負組反激變壓器的副邊同名端(標有*的一端)，陽極接濾波電容C_i′的低電勢端；正組和負組的結構對稱，可以抑制共模干擾。

2.第一級控制：待發射信號u_in(t)經過包絡線檢測后輸出參考信號v_ref(t)，v_ref(t)是輸出開關管邏輯控制器的輸入，輸出開關管邏輯控制器根據當v_ref(t)的變化輸出開關管的控制信號：在v_ref(t)電壓上升的過程中，即時，輸出開關管要提前開通，以保證母線輸出電平大于RFPA輸出信號的幅值，當0≤v_ref(t)＜0.9v₀時S_P1、S_N1開通，正組輸出母線電壓為+U，負組輸出母線電壓為-U，當0.9v₀≤v_ref(t)＜0.9×2v₀時S_P1、S_N1，S_P2、S_N2開通，正組輸出母線電壓為+2U，負組輸出母線電壓為-2U，...，當0.9×(k-2)v₀≤v_ref(t)＜0.9×(k-1)v₀時S_P1、S_N1，S_P2、S_N2，...，S_P(k-1)、S_N(k-1)開通，正組輸出母線電壓為+(k-1)U，負組輸出母線電壓為-(k-1)U，當0.9×(k-1)v₀≤v_ref(t)＜kv₀時S_P1、S_N1，S_P2、S_N2，...，S_P(k-1)、S_N(k-1)，S_Pk、S_Nk開通，正組輸出母線電壓為+kU，負組輸出母線電壓為-kU；在v_ref(t)電壓下降的過程中，即時，輸出開關管不需要提前開通：當(k-1)v₀≤v_ref(t)＜kv₀時S_P1、S_N1，S_P2、S_N2，...，S_P(k-1)、S_N(k-1)，S_Pk、S_Nk開通，正組輸出母線電壓為+kU，負組輸出母線電壓為-kU，當(k-2)v₀≤v_ref(t)＜(k-1)v₀時S_P1、S_N1，S_P2、S_N2，...，S_P(k-1)、S_N(k-1)開通，正組輸出母線電壓為+(k-1)U，負組輸出母線電壓為-(k-1)U，...，當v₀≤v_ref(t)＜2v₀時S_P1、S_N1，S_P2、S_N2開通，正組輸出母線電壓為+2U，負組輸出母線電壓為-2U，當0≤v_ref(t)＜v₀時S_P1、S_N1開通，正組輸出母線電壓為+U，負組輸出母線電壓為-U；第二級控制：因為副邊的每一個繞組匝數和器件參數都一致，因此要控制正組的每一路輸出為+U，負組的每一路輸出為-U，只需要采樣正組P₁路的輸出和負組N₁路的輸出來進行控制；采樣P₁路的輸出+U₁，經過比例環節α后與輸入參考電壓v^*相減，差值Δv作為正組調節器的輸入，正組調節器根據輸入的差值Δv調節控制信號v的占空比，使P₁路的輸出+U₁＝+U；采樣N₁路的輸出-U₁，經過比例環節α后與輸入參考電壓v^*相加，因為-U₁是負的，所以相當于輸入參考電壓v^*與N₁路的輸出相減，差值Δv′作為負組調節器的輸入，負組調節器根據輸入的差值Δv′調節控制信號v′的占空比，使N₁路的輸出-U₁＝-U。