[發明專利]基于有源嵌位軟開關電源的電力超級電容均壓裝置及方法

在審

• 申請號: 201511029320.0
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105576795A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 凡紹桂;段建東;孫力;肖倩;劉云霞
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

1.基于有源嵌位軟開關電源的電力超級電容均壓裝置，其特征在于，它包括中央控制 器(1)、n個有源嵌位開關電源(2)、超級電容組電壓Vc轉24V開關電源(3)、超級電容組(4)和 超級電容電壓采樣電路(5)，所述超級電容組(4)由n個超級電容單體組成，所述超級電容電 壓采樣電路(5)對超級電容組(4)的超級電容單體電壓進行采集，超級電容電壓采樣電路 (5)的電壓信號輸出端與中央控制器(1)的電壓信號輸入端連接，中央控制器(1)的控制信 號輸出端與n個有源嵌位開關電源(2)的控制信號輸入端連接，每個有源嵌位開關電源(2) 的充電信號輸出端與一個超級電容單體的充電信號輸入端連接，超級電容組(4)電壓Vc轉 24V開關電源(3)為n個有源嵌位開關電源(2)供電。

2.根據權利要求1所述的基于有源嵌位軟開關電源的電力超級電容均壓裝置，其特征 在于，所述有源嵌位開關電源(2)的拓撲電路采用同步整流方式，該拓撲電路包括24V恒壓 源V_in、流控電流源i₃/k、壓控電壓源kV₁、激磁電感L_m、一次側漏感L_r、二次側漏感L_sr、濾波電 感L₀、主開關管S₁、有源嵌位輔助開關管S₂、第一同步整流開關管S₃、第二同步整流開關管S₄、 濾波開關管S₅、第一體二極管D₁、第二體二極管D₂、第三體二極管D₃、第四體二極管D₄、第五體 二極管D₅、第一電容C_r、第二電容C₂、第三電容C₃、第四電容C₄、第五電容C₅、有源嵌位電容C_L、 濾波電容C₀和負載電阻R_L，其中等效變壓器一次側等效為激磁電感L_m和流控電流源i₃/k并 聯然后與一次側漏感L_r串聯結構，等效變壓器二次側等效為壓控電壓源kV₁與二次側漏感 L_sr串聯結構，k為變壓器一次側線圈n₁與二次側線圈n₂的匝數之比；

所述24V恒壓源V_in的正極與一次側漏感L_r的一端連接，一次側漏感L_r的另一端與激磁電 感L_m的一端連接，激磁電感L_m的另一端同時與有源嵌位電容C_L的一端、主開關管S₁的漏極、 第一體二極管D₁的陰極和第一電容C_r的一端連接，有源嵌位電容C_L的另一端同時與第二電 容C₂的一端、第二體二極管D₂的陽極、有源嵌位輔助開關管S₂的源極連接，第二電容C₂的另 一端同時與24V恒壓源V_in的負極、第二體二極管D₂的陰極、有源嵌位輔助開關管S₂的漏極、 主開關管S₁的源極、第一體二極管D₁的陽極和第一電容C_r的另一端連接，流控電流源i₃/k與 激磁電感L_m并聯，

壓控電壓源kV₁的正極與二次側漏感L_sr的一端連接，二次側漏感L_sr的另一端同時與濾 波開關管S₅的漏極、第五體二極管D₅的陰極、第五電容C₅的一端和濾波電感L₀的一端連接， 濾波電感L₀的另一端同時與濾波電容C₀的一端和負載電阻R_L的一端連接，負載電阻R_L的另 一端同時與濾波電容C₀的另一端、濾波開關管S₅的源極、第五體二極管D₅的陽極、第五電容 C₅的另一端、第四電容C₄的一端、第二同步整流開關管S₄的漏極和第四體二極管D₄的陰極連 接，第四電容C₄的另一端同時與第四體二極管D₄的陽極、第二同步整流開關管S₄的源極、第 一同步整流開關管S₃的源極、第三體二極管D₃的陽極和第三電容C₃的一端連接，第三電容C₃的另一端同時與第一同步整流開關管S₃的漏極、第三體二極管D₃的陰極和壓控電壓源kV₁的 負極連接。