一种蓄电池用变压器隔离型软换流斩波电源主电路制造技术

本发明专利技术属于电源电路技术领域，公开了一种蓄电池用变压器隔离型软换流斩波电源主电路，包括变压器、整流电路、滤波电容、辅助回路、主续流回路、负载支路；所述变压器与交流电源连接，其输出端与整流电路相连，所述整流电路的输出两端与滤波电容的两端相接，所述滤波电容分别与辅助回路、主续流回路、负载支路并联。本发明专利技术可利用变压器达到电气隔离目的，降低了电流、电压尖峰，从而延长寿命、减少电磁干扰，提高电源电路的工作安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蓄电池用变压器隔离型软换流斩波电源主电路。
技术介绍
在蓄电池储能系统中，蓄电池经常由于使用不当而亏电，需要利用交流电网进行补充充能量。考虑到蓄电池应用的特殊性，对充电电源的设计除了要求大功率、高效率、体积小、质量轻以外，充电电源主电路在满足上述要求的基础上尽量简单、实用、可靠。常规的斩波电源主电路中，实现降压变换器主电路形式有多种方式，根据蓄电池充电要求，其中整流器串联直流斩波变换器以其变换效率高、结构简单的特点，是首选的AC-DC-DC变换电路拓扑结构之一，然而，其存在的主要缺点为：在蓄电池储能系统中，由于斩波电源传递功率大，输出电压高，流过开关管的电流大。在这种工作条件下，功率开关管和二极管是交替导通的，在换流过程中，将产生很大的di/dt、du/dt，特别是当功率开关管由截止转为导通，二极管由导通转为截止的过程中，由于二极管反向导通恢复时间的原因，二极管相当于短路状态，此时，由功率开关管、二极管、电容构成回路，相当于电容直接短路，并且由于电容上的电压较高，此时将在功率开关管和二极管上产生并流过很大的电流尖峰，产生很大的di/dt，这种很大的di/dt与电流尖峰值不仅造成严重的电磁干扰问题，更严重的是它将造成快恢复二极管的失效损坏，从而造成整个变换电路的故障。这种失效现象是目前斩波电路中的一个常见现象，尤其在大功率高电压输出电源变换器中更容易发生，如何解决上述问题是目前大功率斩波电源的技术难点之一。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的问题，提供一种蓄电池用变压器隔离型软换流斩波电源主电路，本专利技术可利用变压器达到电气隔离目的，降低了电流、电压尖峰，从而延长寿命、减少电磁干扰，提高电源电路的工作安全性和可靠性。本专利技术的技术方案为：一种蓄电池用变压器隔离型软换流斩波电源主电路，包括变压器、整流电路、滤波电容、辅助回路、主续流回路、负载支路；所述变压器与交流电源连接，其输出端与整流电路相连，所述整流电路的输出两端与滤波电容的两端相接，所述滤波电容分别与辅助回路、主续流回路、负载支路并联。所述辅助回路包括电容一和辅助续流支路，所述辅助续流支路由依次串接的二极管一、二极管二、电感一、二极管三构成，并且二极管三的正极通过导线接滤波电容的负极，所述电容一的一端通过导线与滤波电容的正极连接，所述电容一的另一端通过导线连接在二极管一、二极管二之间；所述电容一的正极端或滤波电容的正极和辅助续流支路之间设有开关。所述辅助续流支路中依次串接的二极管一、二极管二、电感一还并联有电容二，所述电容二一端通过导线接二极管一的负极，所述电容二另一端通过导线接在电感一和二极管三之间。所述主续流回路由二极管、电感二依次串联而成，所述二极管的负极通过导线接开关的一端，电感二的另一端通过导线接滤波电容的负极。所述负载支路包括依次串联的电感与负载。优选的，所述开关为功率开关管，所述功率开关管的集电极接滤波电容的正极，功率开关管的发射极接并联支路的节点或二极管一的负极端。所述整流电路由整流二极管四、二极管五、二极管六、二极管七构成。优选的，所述二极管、二极管一、二极管二和二极管三均为快恢复二极管。优选的，所述电感二为饱和电感。本专利技术与现有技术相比具有的突出优点为：本专利技术技术方案利用变压器达到电气隔离目的，通过增加少量电感、电容、二极管器件，不仅解决了很大的电流尖峰和di/dt、du/dt，克服了斩波电源主电路中功率开关管寿命短、可靠性差等缺点，还减小了系统的电磁干扰，提高了电路的工作安全性和可靠性。附图说明图1为常规的斩波电源主电路；图2为本专利技术的蓄电池用变压器隔离型软换流斩波电源主电路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。如图1为常规的斩波电源主电路，在图1中，整流器的输出为斩波电源输入电压Uin，即电容C两端电压，Uo是降压电路的输出电压，即负载Z两端电压。该电路的工作过程如下：当功率开关管S导通时，电流经功率开关管S流过电感L、负载Z并线性增加，电能以磁能形式存储在电感线圈L中，同时给负载Z供电，电容C、功率开关管S、电感L、负载Z构成回路，此时由于二极管D的阳极接负，二极管D处于截止状态；当功率开关管S由导通转为截止时，存储在电感L中的能量释放出来，通过二极管D续流，维持向负载Z供电，二极管D、电感L和负载Z构成回路。若周期性地控制功率开关管S的导通与关闭，即可实现能量由Uin向Uo的降压传递（Uo≤Uin），电路的输出电压Uo＝δUin，其中δ为功率开关管S的导通占空比。为达到上述降压传递，功率开关管S与二极管D必须轮流导通与关断，二者之间频繁的进行换流，其缺点为，由于斩波电源传递功率大，输出电压高，流过开关管的电流大，不仅造成严重的电磁干扰问题，更严重的是它将造成快恢复二极管D的失效损坏，从而造成整个变换电路的故障。如图2为本专利技术的蓄电池用变压器隔离型软换流斩波电源主电路，本专利技术的技术方案为：一种蓄电池用变压器隔离型软换流斩波电源主电路，包括变压器Tr、整流电路、滤波电容C、辅助回路、主续流回路、负载支路；所述变压器Tr与交流电源连接，其输出端与整流电路相连，所述整流电路的输出两端与滤波电容C的两端相接，所述滤波电容C分别与辅助回路、主续流回路、负载支路并联。所述辅助回路包括电容一C1和辅助续流支路，所述辅助续流支路由依次串接的二极管一D1、二极管二D2、电感一L1、二极管三D3构成，并且二极管三D3的正极通过导线接滤波电容C的负极，所述电容一C1的一端通过导线与滤波电容C的正极连接，所述电容一C1的另一端通过导线连接在二极管一D1、二极管二D2之间；所述电容一C1的正极端或滤波电容C的正极和辅助续流支路之间设有开关。所述辅助续流支路中依次串接的二极管一D1、二极管二D2、电感一L1还并联有电容二C2，所述电容二C2一端通过导线接二极管一D1的负极，所述电容二C2另一端通过导线接在电感一L1和二极管三D3之间。所述主续流回路由二极管D、电感二L2依次串联而成，所述二极管D的负极通过导线接开关的一端，电感二L2的另一端通过导线接滤波电容C的负极。所述负载支路包括依次串联的电感L与负载Z。所述开关为功率开关管S，所述功率开关管S的集电极接滤波电容C的正极，功率开关管S的发射极接并联支路的节点或二极管一D1的负极端。所述整流电路由整流二极管四D4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池用变压器隔离型软换流斩波电源主电路，其特征是，包括变压器Tr、整流电路、滤波电容C、辅助回路、主续流回路、负载支路；所述变压器Tr与交流电源连接，其输出端与整流电路相连，所述整流电路的输出两端与滤波电容C的两端相接，所述滤波电容C分别与辅助回路、主续流回路、负载支路并联；所述辅助回路包括电容一C1和辅助续流支路，所述辅助续流支路由依次串接的二极管一D1、二极管二D2、电感一L1、二极管三D3构成，并且二极管三D3的正极通过导线接滤波电容C的负极，所述电容一C1的一端通过导线与滤波电容C的正极连接，所述电容一C1的另一端通过导线连接在二极管一D1、二极管二D2之间；所述电容一C1的正极端或滤波电容C的正极和辅助续流支路之间设有开关；所述辅助续流支路中依次串接的二极管一D1、二极管二D2、电感一L1还并联有电容二C2，所述电容二C2一端通过导线接二极管一D1的负极，所述电容二C2另一端通过导线接在电感一L1和二极管三D3之间；所述主续流回路由二极管D、电感二L2依次串联而成，所述二极管D的负极通过导线接开关的一端，电感二L2的另一端通过导线接滤波电容C的负极；所述负载支路包括依次串联的电感L与负载Z。...

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池用变压器隔离型软换流斩波电源主电路，其特征是，包括变
压器Tr、整流电路、滤波电容C、辅助回路、主续流回路、负载支路；所述变
压器Tr与交流电源连接，其输出端与整流电路相连，所述整流电路的输出两
端与滤波电容C的两端相接，所述滤波电容C分别与辅助回路、主续流回路、
负载支路并联；
所述辅助回路包括电容一C1和辅助续流支路，所述辅助续流支路由依次串
接的二极管一D1、二极管二D2、电感一L1、二极管三D3构成，并且二极管
三D3的正极通过导线接滤波电容C的负极，所述电容一C1的一端通过导线与
滤波电容C的正极连接，所述电容一C1的另一端通过导线连接在二极管一D1、
二极管二D2之间；所述电容一C1的正极端或滤波电容C的正极和辅助续流支
路之间设有开关；
所述辅助续流支路中依次串接的二极管一D1、二极管二D2、电感一L1还
并联有电容二C2，所述电容二C2一端通过导线接二极管一D1的负极，所述
电容二C2另一端通过导线接在电感一L1和二极管三D3...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪殿龙，梁志敏，张志洋，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北;13