本实用新型专利技术公开了一种新型数字电源，属于电力电子技术领域。本实用新型专利技术包括主功率回路和控制回路，所述主功率回路包括EMC单元、整流变换单元和DC/DC变换单元，所述整流变换单元包括整流桥和PFC电路，所述DC/DC变换单元包括LLC谐振半桥电路、隔离变压器和全波整流电路和输出电路，所述控制回路包括驱动电路、采样保护电路、DSP控制器和辅助电源，所述PFC电路和LLC谐振半桥电路采用SiC MOSFET和SiC Diode管作为功率器件。本实用新型专利技术加入了LLC谐振半桥电路，使用SiC MOSFET管和SiC Diode管作为PFC电路和LLC谐振半桥桥电路的功率器件，提高了数字电源的效率和工作频率，减小数字电源体积，提高数字电源功率密度。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于电力电子
，主要涉及一种新型数字电源。
技术介绍
随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源。电源是位于市电（单相或三相）与负载之间，向负载提供优质电能的供电设备，是现代工业的基础。而电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术。现阶段人们在电源
是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着各种电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。为了响应国家节能减排的号召，电源技术主攻方向主要为研究新拓扑、提高电源效率和减小电源体积等。
技术实现思路
本技术目的是：为了进一步提高数字电源的效率、减小电影体积，提供了一种信息数字电源，其利用较新的拓扑结构，提高了功率密度（即减小体积）与效率。具体地说，本技术是采用以下技术方案实现的：一种新型数字电源，包括主功率回路和控制回路，其中所述主功率回路包括EMC单元、整流变换单元和DC/DC变换单元，所述整流变换单元包括整流桥和PFC电路，所述DC/DC变换单元包括LLC谐振半桥电路、隔离变压器和全波整流电路和输出电路，外部输入电源通过EMC单元接入整流桥，经整流桥整流后接入PFC电路，经PFC电路输出到LLC谐振半桥电路，再经隔离变压器输出到全波整流电路，最后经输出电路输出；所述PFC电路和LLC谐振半桥电路采用SiC MOSFET和SiC Diode管作为功率器件；所述控制回路包括驱动电路、采样保护电路、DSP控制器和辅助电源，所述驱动电路、采样保护电路均直接或间接与DSP控制器连接，所述驱动电路分别与PFC电路和LLC谐振半桥电路连接，DSP控制器分别控制PFC电路和LLC谐振半桥电路的驱动信号，采样信号通过光电耦合器直接返回DSP控制器，辅助电源用于驱动电路和DSP控制器的供电。上述技术方案中，所述DSP控制器为TI公司的TMS320F28027控制器。本技术的有益效果如下：本技术在数字电源中加入了LLC谐振半桥电路，并使用SiC MOSFET管和SiC Diode管作为PFC电路和LLC谐振半桥桥电路的功率器件，从而提高了数字电源的效率和工作频率，减小数字电源体积，提高了数字电源功率密度。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为PFC电路拓扑结构图。图3为LLC谐振半桥电路拓扑结构图。具体实施方式下面结合实施例并参照附图对本技术作进一步详细描述。实施例1：如图1所示，一种新型数字电源，包括主功率回路和控制回路。主功率回路包括EMC单元、整流变换单元和DC/DC变换单元。整流变换单元包括整流桥、PFC电路。DC/DC变换单元包括LLC谐振半桥电路、隔离变压器和全波整流电路和输出电路。外部输入电源通过EMC单元接入整流桥，经整流桥整流后接入PFC电路，经PFC电路输出到LLC谐振半桥电路，再经隔离变压器输出到全波整流电路，最后经输出电路输出。PFC电路为非隔离的DC/DC升压变换器，主拓扑为Boost升压电路，见图2所示。PFC电路由储能电感L，开关管Q，整流管D和储能电容C组成。PFC的作用在于将整流桥整流后的“馒头波”变成直流，并校正功率因数（能够使功率因数提升至95%以上），减小谐波，净化电网环境。PFC电路的工作频率为200kHZ，开关管采用SiC MOSFET，如CREE公司的SiC MOSFET C2M0160120D，其额定电压为1200V，额定电流17.7A，通态阻抗160mΩ。PFC电路的续流管为SiC Diode，如CREE公司的C3D10060A，额定电压为600V，额定电流10A，正向压降为1.5V，SiC器件用于提升电源整体效率。DC/DC变换单元的拓扑结构见图3所示：前级PFC升压后，接Q1，Q2两个MOSFET，之后连接Cr，Lr，Lm（Lm为隔离变压器漏感），通过三者把能量由隔离变压器T的原边传递到副边，再经过DR1和DR2进行全波整流，通过输出储能电容Co和假负载R之后输出能量。其中隔离变压器的匝数比为17:2，高压侧的开关管采用SiC MOSFET管构成半桥式变换电路，如CREE公司的SiC MOSFET管C2M0080120D，其额定电压为1200V，额定电流31.6A，通态阻抗仅80mΩ；低压侧整流管也选用CREE公司的SiC Diode C3D20060D，额定电压为600V，额定电流20A，正向压降为1.5V。隔离变换器开关频率为100kHz，在工作过程中，通过Cr、Lr、Lm三者的谐振，实现的原边Q1、Q2的ZVS（零电压开通）和副边DR1、DR2的ZCS（零电流关断）。控制回路包括驱动电路、采样保护电路、DSP控制器和辅助电源，所述驱动电路、采样保护电路均直接或间接与DSP控制器连接，驱动电路分别与PFC电路和LLC谐振半桥电路连接，DSP控制器分别控制PFC电路和LLC谐振半桥电路的驱动信号，采样信号通过光电耦合器直接返回DSP控制器。此外，整个电路系统还有辅助电源，用于驱动电路和DSP控制器的供电。PFC电路和DC/DC变换单元对DSP处理器要求不高，可采用TI公司的TMS320F28027控制器。此DSP控制器为32位CPU处理器，需提供3.3V供电，数字电源需要此DSP提供3路PWM输出和5~8 I/O口，用于采样与保护。上述的新型数字电源，在输入端其电能功率可达到1kW，通过整流变换单元得到的311V直流电压，经过PFC电路升压至420V，DC/DC变换单元降压至50V（根据需要而设计，可变动），最后经输出电路输出。与现有技术相比，本技术提供的新型数字电源，加入了LLC谐振半桥电路，实现DC/DC变换单元原边的零电压开通和副边的零电流关断，并使用SiC MOSFET管和SiC Diode管作为PFC电路和LLC谐振半桥桥电路的功率器件。同时在满足输出电压、电流控制精度要求的前提下，能有效提高数字电源的效率。虽然本技术已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本技术的。在不脱离本技术之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本技术之保护范围。因此本技术的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型数字电源，其特征在于，包括主功率回路和控制回路，其中：所述主功率回路包括EMC单元、整流变换单元和DC/DC变换单元，所述整流变换单元包括整流桥和PFC电路，所述DC/DC变换单元包括LLC谐振半桥电路、隔离变压器和全波整流电路和输出电路，外部输入电源通过EMC单元接入整流桥，经整流桥整流后接入PFC电路，经PFC电路输出到LLC谐振半桥电路，再经隔离变压器输出到全波整流电路，最后经输出电路输出；所述PFC电路和LLC谐振半桥电路采用SiC MOSFET和SiC Diode管作为功率器件；所述控制回路包括驱动电路、采样保护电路、DSP控制器和辅助电源，所述驱动电路、采样保护电路均直接或间接与DSP控制器连接，所述驱动电路分别与PFC电路和LLC谐振半桥电路连接，DSP控制器分别控制PFC电路和LLC谐振半桥电路的驱动信号，采样信号通过光电耦合器直接返回DSP控制器，辅助电源用于驱动电路和DSP控制器的供电。
【技术特征摘要】
1.一种新型数字电源，其特征在于，包括主功率回路和控制回路，其中：所述主功率回路包括EMC单元、整流变换单元和DC/DC变换单元，所述整流变换单元包括整流桥和PFC电路，所述DC/DC变换单元包括LLC谐振半桥电路、隔离变压器和全波整流电路和输出电路，外部输入电源通过EMC单元接入整流桥，经整流桥整流后接入PFC电路，经PFC电路输出到LLC谐振半桥电路，再经隔离变压器输出到全波整流电路，最后经输出电路输出；所述PFC电路和LLC谐振半桥电路采用SiC MOSFET...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛甜，侯凯，骆健，卢文兵，董长城，王志刚，
申请(专利权)人：国家电网公司，南京南瑞集团公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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