[發明專利]一種AC-DC變換系統

有效

• 申請號: 201710470031.7
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107294407B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 周玉斐
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M3/338;H02M3/335;H02M1/42
• 代理公司: 32249 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 楊曉玲

1.一種AC-DC變換系統的效率優化的算法，其特征在于，所述AC-DC變換系統包括輸入電路及整流橋(301)、升降壓型PFC主電路(302)、諧振型DC-DC變換電路(303)、PFC控制器(304)、母線電壓采樣電路(305)、母線電壓控制電路(306)、輸入電壓隔離采樣電路(307)和輸出電流采樣電路(308)；輸入電路及整流橋(301)的輸入端連接交流電網，其輸出端連接升降壓型PFC主電路(302)的輸入端，升降壓型PFC主電路(302)的輸出作為中間直流母線連接諧振型DC-DC變換電路(303)的輸入端，諧振型DC-DC變換電路(303)將母線電壓進行直流變換后提供給負載，升降壓型PFC主電路(302)上連接PFC控制器(304)以接收實現功率因數校正和母線電壓調節所需要的占空比信號，PFC控制器(304)上連接母線電壓采樣電路(305)以實現母線電壓的閉環反饋，PFC控制器(304)上還連接有母線電壓控制電路(306)以獲取母線電壓基準信號，母線電壓控制電路(306)上連接輸入電壓隔離采樣電路(307)和輸出電流采樣電路(308)，以根據不同的輸入電壓狀態和負載狀態設定不同的母線電壓并輸出所需的母線電壓基準信號；母線電壓控制電路包括母線電壓控制單元、第一光耦、低通濾波器和第一運放；所述母線電壓控制單元包含MCU；輸入電壓隔離采樣電路和輸出電流采樣電路連接母線電壓控制單元的輸入端，母線電壓控制單元的輸出端輸出PWM信號至第一光耦的輸入端；第一光耦的輸出端連接低通濾波器的輸入端，低通濾波器用來將PWM信號濾波；低通濾波器輸出與PWM信號占空比成比例的直流信號至第一運放的輸入端，第一運放用來實現阻抗隔離；第一運放的輸出端輸出母線電壓基準信號至升降壓PFC控制器；所述MCU同時采樣負載電流和輸入電壓信號，經效率優化算法處理后，得到PWM信號的占空比，并輸出至第一光耦的輸入端；所述效率優化算法按如下方法獲得：取N個輸入電壓點和M個負載電流點，計算系統在第x個輸入電壓點和第y個負載電流點下，不同母線電壓時的效率，其中，1≤x≤N，1≤y≤M，進而得到在第x個輸入電壓點和第y個負載電流點下系統最優效率對應的母線電壓值；根據系統最優效率對應的N×M個母線電壓值近似得到母線電壓關于輸入電壓和負載電流的函數，即得到AC-DC變換系統效率優化算法。

2.如權利要求1所述的一種AC-DC變換系統的效率優化的算法，其特征在于所述升降壓型PFC主電路包括第一開關管(S1)、第二開關管(S2)、第一電感(L1)、第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第一電容(C1)；整流橋的正輸出端依次通過連接的第一開關管(S1)第一端和第二端、第一電感(L1)、第二二極管(D2)和第一電容(C1) 接地，第二二極管(D2)的陽極連接第一電感(L1)的第二端，第二二極管(D2)的陰極連接第一電容的正極；第一二極管(D1)的陰極連接第一開關管和第一電感的公共端，第一二極管(D1)的陽極接地；第二開關管(D2)的第一端連接第一電感和第二二極管的公共端，第二開關管(D2)的第二端接地；升降壓PFC控制器的輸出端連接第一開關管(S1)、第二開關管(S2)的第三端，控制第一開關管(S1)、第二開關管(S2)的通斷。

3.如權利要求1所述的一種AC-DC變換系統的效率優化的算法，其特征在于所述升降壓型PFC主電路還可以是反向buck-boost、CUK、SEPIC、buck和boost組合型變換器或諧振變換器。

4.如權利要求1所述的一種AC-DC變換系統的效率優化的算法，其特征在于所述諧振型DC-DC變換電路的主電路為LLC諧振變換器、CLL諧振變換器、諧振正激變換器或諧振反激變換器。

5.如權利要求1所述的一種AC-DC變換系統的效率優化的算法，其特征在于所述諧振型DC-DC變換電路主電路的副邊整流電路為半波整流、全波整流、倍流整流、倍壓整流或全橋整流。

6.如權利要求1所述的一種AC-DC變換系統的效率優化的算法，其特征在于所述升降壓型PFC主電路和所述諧振型DC-DC變換電路的主電路任意一級為隔離型。