[發(fā)明專利]一種基于輔助電源的隔離功率變換器內(nèi)部通信方式

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210618110.9
• 申請(qǐng)日: 2022-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114884371A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳紅飛;吳嘉昊;宋昱鋒;宋猛;邢巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/335
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/335;H02M1/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于輔助電源的隔離功率變換器內(nèi)部通信方式，所述隔離功率變換器由功率電路和控制電路組成；所述功率電路包括原邊功率電路和副邊功率電路，原邊功率電路和副邊功率電路之間由功率變壓器隔離；所述控制電路由原邊控制電路、副邊控制電路和輔助電源組成；利用控制電路的輔助電源進(jìn)行跨越隔離變壓器的信息傳輸，實(shí)現(xiàn)了隔離功率變換器的內(nèi)部通信，無(wú)需使用光耦合器、磁耦合器等隔離設(shè)備，為功率變換器提供了一個(gè)兼顧可靠性與功率密度的隔離通信方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種隔離功率變換器原副邊之間的通信方式，應(yīng)用于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電子變換器在航天器電源中具有了更加的重要的意義與價(jià)值。在傳統(tǒng)的隔離功率變換器中，為了實(shí)現(xiàn)變壓器原副邊之間采樣、驅(qū)動(dòng)等信號(hào)的交互，一般通過(guò)光耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的隔離傳輸。但光耦合器的可靠性不足，在航天電源中只能使用可靠性較高的磁耦合器來(lái)代替光耦合器隔離傳輸信息。然而，磁耦合器存在著體積、重量較大的問(wèn)題，不利于變換器小型化、高功率密度的設(shè)計(jì)。

為了實(shí)現(xiàn)隔離變換器原副邊之間的通信，文獻(xiàn)“G.Min and J.Ha，″Inner SupplyData Transmission in Quasi-Resonant Flyback Converters for Li-Ion BatteryApplications Using Multiplexing Mode，″in IEEE Transactions on PowerElectronics，vol.34，no.1，pp.64-73，Jan.2019.”中設(shè)計(jì)了一種變換器內(nèi)部通信的方式，通過(guò)調(diào)整變換器的工作模式來(lái)傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)，從而在變換器的原副邊之間實(shí)現(xiàn)了信息的隔離傳輸。這種變換器內(nèi)部的通信方法不需要額外的線路，避免了耦合器的使用。但該方法僅是針對(duì)反激電路而設(shè)計(jì)的，受具體電路拓?fù)涞南拗疲瑹o(wú)法應(yīng)用到其它電路中。

基于上述原因，有必要探索一種具有推廣性的隔離功率變換器內(nèi)部通信方式。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于輔助電源的隔離功率變換器內(nèi)部通信方式，在變換器原邊和副邊的輔助電源中傳輸數(shù)據(jù)，無(wú)需使用額外的耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的隔離傳輸，該信息傳輸方法不受功率電路拓?fù)涞南拗疲哂袕V泛的適用范圍。

技術(shù)方案：

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

所述隔離功率變換器由功率電路和控制電路組成；所述功率電路包括原邊功率電路和副邊功率電路，原邊功率電路和副邊功率電路之間由功率變壓器T₁隔離；所述控制電路由原邊控制電路、副邊控制電路和輔助電源組成；

所述隔離功率變換器的原邊功率電路、原邊控制電路和輔助電源V_asp1共地；副邊功率電路、副邊控制電路和輔助電源V_asp2共地；

所述隔離功率變換器依靠輔助電源實(shí)現(xiàn)跨越隔離變壓器的信息傳輸，具體的實(shí)現(xiàn)方法為：

(1)輔助電源的輸入電壓V_{in_asp}通過(guò)一個(gè)雙路輸出變壓器T_asp輸出兩路隔離電壓V_asp1、V_asp2，V_asp1與輸入電壓V_{in_asp}共地，為原邊控制電路供電，采樣V_asp1并將其與電壓基準(zhǔn)V_REF比較，經(jīng)過(guò)電壓誤差放大器和PWM比較器后作為輔助電源開(kāi)關(guān)管S₁的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)V_asp1的閉環(huán)控制；V_asp2與輸入電壓V_{in_asp}不共地，為副邊控制電路供電；