[發(fā)明專利]全數(shù)字控制大功率交直流變換器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310672518.5
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103683974A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 章磊;步宏飛
• 申請（專利權）人: 安伏（蘇州）電子有限公司
• 主分類號: H02M7/02
• 分類號: H02M7/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 王玉國;陳忠輝

技術領域

本發(fā)明涉及一種低成本數(shù)字控制交流輸入直流輸出變換裝置。

背景技術

目前，為適應全球電網(wǎng)電壓，電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓需要覆蓋85~275V交流電壓。普通常用交流輸入直流電源方案對85~275V交流總線輸出的架構，是從交流輸入濾波（AC?Filter）到前段功率因素校正（Power?Factor?Correction?，簡稱PFC）再到后端直流變換器（DC-DC?Converter）輸出到直流總線或者電池組。

交流輸入濾波器是為了減少電源產(chǎn)品對電網(wǎng)的電磁干擾，各電源匹配不盡相同，難以比較。功率因素校正PFC電路是為了滿足電磁兼容標準（如IEC61000，GB4943等）的功率因素（簡稱?PF）和減少輸入電流諧波，全球各大芯片控制廠家已經(jīng)推出專業(yè)模擬控制芯片（簡稱IC）和應用數(shù)字信號處理器（簡稱DSP）。后端直流變換器業(yè)界認同的高效率大功率直流變換器多以三元件諧振橋式（簡稱LLC）為主，也有推出專業(yè)模擬IC和應用DSP。

使用傳統(tǒng)的模擬芯片控制PFC和LLC時，控制芯片周圍輔助元器件較多，受元器件公差和溫度漂移的影響，產(chǎn)品的一致性很難保證，可生產(chǎn)性降低。無法根據(jù)輸入電壓和輸出電壓和負載條件進行優(yōu)化設計，更新設計是需要跟換元器件，操作成本高，風險較大。

使用2片數(shù)字信號處理器風別控制PFC和LLC時，為實時優(yōu)化，數(shù)字信號處理器之間通信耗費大量芯片資源。處于輸入側(cè)PFC數(shù)字信號處理器容易受到雷擊，電網(wǎng)浪涌和其它輸入干擾的損壞。處于輸入側(cè)PFC數(shù)字信號處理器無法進行直接帶電操作，程序更新比較復雜。成本較高，不利于市場推廣。數(shù)字信號處理器之間通信容易受到電磁干擾的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種高效率、高可靠性、低成本的數(shù)字控制交流輸入直流輸出變換裝置。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)：

全數(shù)字控制大功率交直流變換器，特點是：包括交流輸入濾波器、功率因素校正轉(zhuǎn)換器、LLC轉(zhuǎn)換器和直流輸出濾波器，交流輸入濾波器的輸出端連接功率因素校正轉(zhuǎn)換器的輸入端，功率因素校正轉(zhuǎn)換器的輸出端連接LLC轉(zhuǎn)換器的輸入端，LLC轉(zhuǎn)換器的輸出端連接直流輸出濾波器的輸入端，直流輸出濾波器的輸出端接至直流輸出端，交流輸入濾波器的輸入信號端和功率因素校正轉(zhuǎn)換器的輸入信號端均連接高壓隔離信號傳輸裝置，高壓隔離信號傳輸裝置連接數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器連接高壓隔離驅(qū)動器，高壓隔離驅(qū)動器分別與功率因素校正轉(zhuǎn)換器和LLC轉(zhuǎn)換器控制連接。

進一步地，上述的全數(shù)字控制大功率交直流變換器，所述LLC轉(zhuǎn)換器和直流輸出端分別與數(shù)字信號處理器相連。

本發(fā)明技術方案的實質(zhì)性特點和進步主要體現(xiàn)在：

①本發(fā)明相對于模擬控制器，具有溫度特性穩(wěn)定，一致性高，更新設計容易實現(xiàn)，且無操作人為損壞危險，可根據(jù)輸入輸出電壓和負載條件進行優(yōu)化設計，提高效率，平滑負載效率曲線；

②相對于2片數(shù)字信號處理器分別控制PFC和LLC，減少了數(shù)字信號處理器之間通信耗費大量的資源，減少數(shù)字信號處理器在輸入側(cè)的雷擊以及電網(wǎng)浪涌和其它輸入干擾的損壞危險，避免輸入側(cè)PFC數(shù)字信號處理器無法進行直接帶電操作的觸電危險，避免數(shù)字信號處理器之間通信容易受到電磁干擾的影響；

③通過對多種電路的優(yōu)化設計，采用單一數(shù)字信號處理器方案實現(xiàn)高可靠性，整機能量轉(zhuǎn)換效率超過96％，具有20％到100％負載狀態(tài)效率變化小于1％的平滑效率曲線，在低輸入電壓下也有很好的效率表現(xiàn)和熱平衡；器件成本得到降低，生產(chǎn)工藝得到簡化。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術方案作進一步說明：

圖1：本發(fā)明的構造示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，全數(shù)字控制大功率交直流變換器，包括交流輸入濾波器1、功率因素校正轉(zhuǎn)換器2、LLC轉(zhuǎn)換器3和直流輸出濾波器4，交流輸入濾波器1的輸出端連接功率因素校正轉(zhuǎn)換器2的輸入端，功率因素校正轉(zhuǎn)換器2的輸出端連接LLC轉(zhuǎn)換器3的輸入端，LLC轉(zhuǎn)換器3的輸出端連接直流輸出濾波器4的輸入端，直流輸出濾波器4的輸出端接至直流輸出端5，交流輸入濾波器1的輸入信號端和功率因素校正轉(zhuǎn)換器2的輸入信號端均連接高壓隔離信號傳輸裝置8，高壓隔離信號傳輸裝置8連接數(shù)字信號處理器7，數(shù)字信號處理器7連接高壓隔離驅(qū)動器6，高壓隔離驅(qū)動器6分別與功率因素校正轉(zhuǎn)換器2和LLC轉(zhuǎn)換器3控制連接，LLC轉(zhuǎn)換器3和直流輸出端5分別與數(shù)字信號處理器7相連。