高功率因数稳定输出转换电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种高功率因数稳定输出转换电路，主要解决了现有低压新能源电源转换器功耗高、效率低、可靠性差的问题。该高功率因数稳定输出转换电路包括VMOS开关电路、调宽式脉冲控制电路和输出保护电路，VMOS开关电路的输入端通过续流电感与输入电源的输出端连接，VMOS开关电路的输出端依次通过反向隔离电路、储能滤波电路与负载连接，所述VMOS开关电路的输入端还与VMOS开关驱动电路的输出端连接，其中输入电流采样电路包括电流传感器CS1、电容C13、电阻R21，二极管D4。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

High power factor stable output conversion circuit

The utility model provides a high power factor stable output conversion circuit, which mainly solves the problems of high power consumption, low efficiency and poor reliability of the existing low-voltage new energy power source converter. The high power factor output stable conversion circuit includes a VMOS switch circuit, pulse width modulation control circuit and output protection circuit, VMOS switching circuit is connected to the input end of the output inductor and the input power flow continued to the end, the VMOS output terminal of the switching circuit through reverse isolation circuit, energy storage filter circuit connected with the load, input the VMOS switch circuit switch output driver circuit and VMOS is connected with the input current sampling circuit includes a current sensor CS1, a capacitor C13 and a resistor R21, a diode D4.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高功率因数转换电路，属于电源转换

技术介绍
近年来，光伏发电、风力发电、蓄电池供电等交流低压、直流低压供电的可再生新能源系统被广泛使用，提高低压新能源供电系统的供电效率、供电质量、供电可靠性势在必行。目前本领域公知电源转换基本采用:1、交流(AC)输入，采用全波整流器把输入交流(AC)电源整流为直流(DC)电源，再进行DC/DC转换为直流(DC)输出。此种方案解决了较高输入电压交流电源和小功率电源的转换问题。但在低电压交流电源输入和大功率电源转换时，因为AC/DC整流电路的电压降较高，而产生很高的功耗，使电源转换器转换效率很低。2、直流(DC)输入，直接进行DC/DC转换为直流(DC)输出。此种方案解决了固定设备供电问题。但使用可靠性较低，尤其是在移动性设备，经常需要重新连接输入电源的设备，一旦出现电源极性接反的情况，就会产生输入短路事故。因此一些要求可靠性较高的设备，在转换器输入端加入直流定向整流电路。在低电压直电源输入和大功率电源转换时，因为直流识别定向整流电路的电压降较高，而产生很高的功耗，使电源转换器转换效率很低。3、为了提高低压供电效率、降低线路电流一般采用升压式(BOOST)直流(DC)供电方式。升压式(BOOST)直流(DC)供电当输出产生短路故障，输出电压低于输入电压时BOOST电路功能失效，输入电源直接对负载短路，大电流(大功率)系统短路保护控制难度很大。以常规整流(识别定向)电路在输入为低压新能源电源为例进行说明，输入电压Ui=IOV (AC、DC)，输入电流Ii=20A，输入功率Pi=10X20=200W，整流(识别定向)电路压降Ud=2V,整流(识别定向)电路耗为:Pd=2X20=40W，输出功率Po=200-40=160W，其整流(识别定向)效率为:E=160/200=0.8，由此可见常规整流(识别定向)电路在输入为低压新能源电源时，功耗很大，效率很低。
技术实现思路
本专利技术提供一种高功率因数稳定输出转换电路，主要解决了现有低压新能源电源转换器功耗高、效率低、可靠性差的问题。本专利技术的具体技术解决方案如下:该高功率因数稳定输出转换电路，包括VMOS开关电路和调宽式脉冲控制电路，VMOS开关电路的输入端通过续流电感与输入电源的输出端连接，VMOS开关电路的输出端依次通过反向隔离电路、储能滤波电路和输出保护电路与负载连接，所述VMOS开关电路的输入端还与VMOS开关驱动电路的输出端连接，所述调宽式脉冲控制电路的输出端通过驱动信号合成电路与VMOS开关驱动电路的输入端连接，调宽式脉冲控制电路的输入端通过输入电流采样电路与输入电源的输出端连接，驱动信号合成电路的输入端还通过续流电压采样电路与VMOS开关电路的输出端连接；所述调宽式脉冲控制电路的输入端还通过输出电流采样电路与储能滤波电路的输出端连接；所述调宽式脉冲控制电路、驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路和续流电压采样电路组成控制电路； 所述续流电感包括两个差模对称电感，两个差模对称电感分别设置在输入电源输出端的正端和负端上；所述调宽式脉冲控制电路为全桥式PWM控制器，PWM控制器的两个输出端Ao、Bo分别接至驱动信号合成电路的一组输入端；所述反向隔离电路采用共阴极二极管；所述输出保护电路包括基准电压源、比较器A、比较器B、三极管NI和稳压管Z5 ；该输出保护电路的输入端接BOOST直流输出电压，输出端接负载，所述输入端和输出端所在的主回路上串联设置有VMOS管M5和限流电阻R24，其中，VMOS管M5的基极经三极管NI接至所述输出端的负端，三极管NI的基极接至所述基准电压源；所述输出端并联有一个滤波电容和一个反馈支路，该反馈支路上依次串联有分压电阻R14和RC电路；比较器A的正相输入端接入该反馈支路，经分压电阻R14接至所述输出端的正端，比较器A的负相输入端接基准电压，比较器A的输出端依次经串联的电阻R13、电阻R27、电阻R22接至所述输入端的负端；比较器B的正相输入端接入电阻R13、电阻R27和电阻R22所在的串联支路，其接入节点位于电阻R27与电阻R22之间；比较器B的负相输入端经电阻R6接至所述输出端的负端；比较器B的输出端接至三极管NI的基极。本专利技术的优点在于:本专利技术提供的高功率因数稳定输出转换电路有XC/DC扩展(XC)形、无极性、多波形、宽频率电源输入，DC(直流)输出，自动极性识别定向、高转换效率、高功率因数、高可靠性、高功率密度、低成本等优势。所加的输出保护电路能够保证BOOST输出在负载短路时自动调整，限流输出，同时仍保证低功耗。附图说明图1为本专利技术电路原理框图；图2为本专利技术电路结构示意图；图3为输入电源为Ac正弦波时的单周期波形图。图4为本专利技术的输出保护电路的结构示意图。具体实施方式该高功率因数稳定输出转换电路包括VMOS开关电路和调宽式脉冲控制电路，VMOS开关电路的输入端通过续流电感与输入电源的输出端连接，VMOS开关电路的输出端依次通过反向隔离电路、储能滤波电路与负载连接，所述VMOS开关电路的输入端还与VMOS开关驱动电路的输出端连接，所述调宽式脉冲控制电路的输出端通过驱动信号合成电路与VMOS开关驱动电路的输入端连接，调宽式脉冲控制电路的输入端通过输入电流采样电路与输入电源的输出端连接，驱动信号合成电路的输入端还通过续流电压采样电路与VMOS开关电路的输出端连接；所述调宽式脉冲控制电路的输入端还通过输出电流采样电路与储能滤波电路的输出端连接；所述调宽式脉冲控制电路、驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路和续流电压采样电路组成控制电路；所述续流电感包括两个差模对称电感，两个差模对称电感分别设置在输入电源输出端的正端和负端上；所述调宽式脉冲控制电路为全桥式PWM控制器，PWM控制器的两个输出端Ao、Bo分别接至驱动信号合成电路的一组输入端；所述反向隔离电路采用共阴极二极管。以下对各重要电路的功能进行说明:续流电感:利用电感特性对输入电源进行升压；VMOS开关电路:VM0S开关电路导通期间，续流电感中有电流通过；VM0S开关电路关断期间，续流电路导通，使续流电感中电流继续导通，产生高压，对储能滤波电路进行充电，充电后由储能滤波电路对负载进行供电；储能滤波电 路:VM0S开关电路关断期间充电并对负载供电；VMOS开关驱动电路:对驱动信号合成电路生成的VMOS开关信号和VMOS续流信号进行放大处理；驱动信号合成电路:对调宽式脉冲控制电路生成的PWM调宽式脉冲信号、电压采样电路输入的交直流信号、正负极信号或续流信号以及电源信号进行合成，生成合成信号(包括极性、交流、直流、调宽信号);然后根据合成信号进行自动分配，区分为VMOS开关信号和VMOS续流信号；调宽式脉冲控制电路:根据输入采样电路和/或输出采样电路输入的电流采样信号生成PWM调宽式脉冲信号；续流电压采样电路:对VMOS开关电路和续流电路的电流信号进行采样，产生交直流信号、正负极信号或续流信号，并将上述信号输入至驱动信号合成电路；输入电流采样电路:对输入电源输入经过续流电感的电流进行采样,生成采样信号并将采样信号提供给调宽式脉冲控制电路进行处理；以下结合附图对本专利技术进行详述:ICl (UCC28084或其它同类器件)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高功率因数稳定输出转换电路，其特征在于：包括VMOS开关电路和调宽式脉冲控制电路，VMOS开关电路的输入端通过续流电感与输入电源的输出端连接，VMOS开关电路的输出端依次通过反向隔离电路、储能滤波电路和输出保护电路与负载连接，所述VMOS开关电路的输入端还与VMOS开关驱动电路的输出端连接，所述调宽式脉冲控制电路的输出端通过驱动信号合成电路与VMOS开关驱动电路的输入端连接，调宽式脉冲控制电路的输入端通过输入电流采样电路与输入电源的输出端连接，驱动信号合成电路的输入端还通过续流电压采样电路与VMOS开关电路的输出端连接；所述调宽式脉冲控制电路的输入端还通过输出电流采样电路与储能滤波电路的输出端连接；所述调宽式脉冲控制电路、驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路和续流电压采样电路组成控制电路；?所述续流电感包括两个差模对称电感，两个差模对称电感分别设置在输入电源输出端的正端和负端上；所述调宽式脉冲控制电路为全桥式PWM控制器，PWM控制器的两个输出端Ao、Bo分别接至驱动信号合成电路的一组输入端；所述反向隔离电路采用共阴极二极管；?所述输出保护电路包括基准电压源、比较器A、比较器B、三极管N1和稳压管Z5；该输出保护电路的输入端接BOOST直流输出电压，输出端接负载，所述输入端和输出端所在的主回路上串联设置有VMOS管M5和限流电阻R24，其中，VMOS管M5的基极经三极管N1接至所述输出端的负端，三极管N1的基极接至所述基准电压源；所述输出端并联有一个滤波电容和一个反馈支路，该反馈支路上依次串联有分压电阻R14和RC电路；?比较器A的正相输入端接入该反馈支路，经分压电阻R14接至所述输出端的正端，比较器A的负相输入端接基准电压，比较器A的输出端依次经串联的电阻R13、电阻R27、电阻R22接至所述输入端的负端；?比较器B的正相输入端接入电阻R13、电阻R27和电阻R22所在的串联支路，其接入节点位于电阻R27与电阻R22之间；比较器B的负相输入端经电阻R6接至所述输出端的负端；比较器B的输出端接至三极管N1的基极。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡家培，胡民海，
申请(专利权)人：西安智海电力科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：