[發明專利]一種含耦合電感的能饋式均流接口電路

有效

• 申請號: 201310381260.3
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103515948A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 陳怡;薛建軍;南余榮
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明涉及一種均流接口電路，應用于由相同或不同規格的直流電源組成的并聯系統，尤其是一種含耦合電感的能饋式均流接口電路。

背景技術

并聯直流電源系統因其穩定性、可靠性高，容量擴展方便靈活，使用場合不受限制等優點，目前已廣泛使用于通信、計算機、電力等領域。復雜的并聯直流電源系統由多個相同或不同規格的直流電源組成，通過引入一個均流接口電路可低成本地解決相同或不同規格的直流電源之間的均流問題，使整個系統的可靠性進一步得到增強。現有的均流接口電路大多是能耗式的，即均流接口電路中的多余能量（即輸入能量與輸出能量的差值）是被完全消耗掉的。而且，組成并聯系統的直流電源的輸出特性差異越大，均流接口電路中的多余能量就越多，被能耗式均流接口電路浪費掉的能量也就越大。因此，在復雜的并聯直流電源系統中能耗式均流接口電路的效率表現不佳。

發明內容

本發明的目的是解決能耗式均流接口電路對多余能量的零利用問題，提高整個復雜并聯直流電源系統的效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種含耦合電感的能饋式均流接口電路由功率主回路、控制回路、輔助電源3部分組成。

所述功率主回路由1個完整的通道電路（即完整通道電路1）和n-1個簡化的通道電路（即簡化通道電路2至簡化通道電路n）組成，其特征在于：完整通道電路1包括輸入電容Ci1、電感L1、N-MOS主管S1、N-MOS輔助管Sa1、輔助電容Ca1、耦合電感La1和Lb1、二極管D1、輔助二極管Da1、輸出電容Co1，直流電源Vi1的正端與輸入電容Ci1的一端以及電感L1的一端相連，電感L1的另一端與二極管D1的陽極以及N-MOS主管S1的漏極相連，二極管D1的陰極與耦合電感La1的一端以及輔助電容Ca1的一端相連，耦合電感La1的另一端與N-MOS輔助管Sa1的漏極相連，N-MOS主管S1的源極與輔助電容Ca1的另一端、N-MOS輔助管Sa1的源極、耦合電感Lb1的一端（與所述耦合電感Laj的另一端是同名端關系）、輸出電容Co1的一端、輸出電壓Vo的正端以及負載R的一端相連，耦合電感Lb1的另一端（與所述耦合電感La1的一端是同名端關系）與輔助二極管Da1的陰極相連，輔助二極管Da1的陽極與直流電源Vi1的負端、輸入電容Ci1的另一端、輸出電容Co1的另一端、輸出電壓Vo的負端以及負載R的另一端相連，耦合電感Lb1與輔助二極管Da1的接點和耦合電感La1與二極管D1的接點是同名端關系，

簡化通道電路k（k=2,…,n）包括輸入電容Cik、電感Lk、N-MOS主管Sk、二極管Dk、輸出電容Cok，直流電源Vik的正端與輸入電容Cik的一端以及電感Lk的一端相連，電感Lk的另一端與二極管Dk的陽極以及N-MOS主管Sk的漏極相連，二極管Dk的陰極與所述完整通道電路1中的二極管D1的陰極相連，N-MOS主管Sk的源極與輸出電容Cok的一端、輸出電壓Vo的正端以及負載R的一端相連，直流電源Vik的負端與輸入電容Cik的另一端、輸出電容Cok的另一端、輸出電壓Vo的負端以及負載R的另一端相連；

所述控制回路由n個電流控制電路（即電流控制電路1至電流控制電路n）和1個均流基準發生器組成，所述電流控制電路j（j=1,…,n）擁有端口vsenj、端口vgj、端口vsj、端口vgaj、端口vcsrefj，所述均流基準發生器擁有端口vsenj和端口vcsref，其特征在于：所述電流控制電路1的端口vsen1接收所述電感L1的電流iL1的檢測信號，電流控制電路1的端口vg1與所述N-MOS主管S1的門極相連，電流控制電路1的端口vs1與N-MOS主管S1的源極以及所述N-MOS輔助管Sa1的源極相連，電流控制電路1的端口vga1與N-MOS輔助管Sa1的門極相連，電流控制電路1的端口vcsref1與所述均流基準發生器的端口vcsref相連，電流控制電路k（k=2,…,n）的端口vsenk接收所述電感Lk的電流iLk的檢測信號，電流控制電路k的端口vgk與所述N-MOS主管Sk的門極相連，電流控制電路k的端口vsk與N-MOS主管Sk的源極相連，電流控制電路k的端口vgak懸空，電流控制電路k的端口vcsrefk與均流基準發生器的端口vcsref相連，均流基準發生器的端口vsenj（j=1,…,n）接收電感Lj的電流iLj的檢測信號；

所述輔助電源能為所述控制回路提供所需的工作電壓，擁有端口Vij（j=1,…,n）和端口Gnd，其特征在于：所述輔助電源的端口Vij與直流電源Vij的正端相連，輔助電源的端口Gnd與直流電源Vij的負端相連。