多波形低压输入型电源转换器制造技术

本实用新型专利技术提供一种多波形低压输入型电源转换器，该多波形低压输入型电源转换器的VMOS开关在触发信号作用下，能够根据所加电压极性实现正向或反向导通，基于此特性，在输入交流在波形负半周或输入直流为上负下正时，该多波形低压输入型电源转换器的工作过程与上述导通、续流过程原理相同，因此其具有无极性、多波形、宽频率电源输入等特性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Multi waveform low-voltage input power converter

The utility model provides a multi input converter voltage waveform, the waveform of low input converter VMOS switch in the trigger signal, according to the polarity of the applied voltage to achieve forward or reverse conduction, based on the characteristic of the input AC waveform in the negative half cycle of the input DC is negative or lower the timing, freewheeling process principle and working process of the same type of multi waveform low input power converter and the guide, so it has no polarity, multi wave, wide frequency power input characteristics.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电源转换器。
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=IOX 20=200ff,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多波形低压输入型电源转换器，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:该多波形低压输入型电源转换器，包括负载，所述负载的输入端依次通过储能滤波电路、反向隔离电路、VMOS控制电路、续流电感与输入电源的输出端连接；所述储能滤波电路的输出端通过输出电流采样电路和调宽式脉冲控制电路的输入端连接，所述输入电源的输出端通过输入电流采样电路和调宽式脉冲控制电路的输入端连接，调宽式脉冲控制电路的输出端依次通过驱动信号合成电路和VMOS开关驱动电路与VMOS开关电路的输入端连接，驱动信号合成电路的输入端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、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；续流电感是设置在输入电源输出端负端上的差模对称电感；所述VMOS开关驱动电路包括两个并联的驱动器，第一驱动器的输入端A1、Bi与驱动信号合成电路输出端的两个输出接口连接，第一驱动器的输出端Ao、Bo与VMOS管的VMOS开关电路输入端的一组接口连接；第二驱动器的输入端A1、Bi与驱动信号合成电路输出端的另外两个输出接口连接，第二驱动器的输出端Ao、Bo与开关电路输入端的另一组接口连接；所述驱动信号合成电路为标准两输入或门控制芯片，该控制芯片包括四对输入端Al，A2，BI，B2，Cl，C2，Dl，D2和相应的四个输出端Ao、Bo、Co、Do，其中输入端Al，BI，Cl，Dl与调宽式脉冲控制电路的两个输出端连接，输入端A2，B2，C2，D2与续流电压采样电路的两个输出端连接，输出端Ao、Bo、Co、Do与VMOS开关驱动电路的输入端连接。所述调宽式脉冲控制电路为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。所述输入电流采样电路包括电流传感器CSl、电容C13、电阻R21，二极管D4，电流传感器CSl与二极管D4串联构成一个支路，电容C13、电阻R21分别与该支路并联。所述输出电流采样电路包括电流传感器CS2、电容C9和二极管D5，电流传感器CS2与二极管D5串联构成一个支路，电容C9与该支路并联。所述续流电压采样电路包括由稳压二极管Z3，滤波电容C11，分压电阻R3，R4组成的输出米样电路和由稳压二极管Z4,滤波电容C12,分压电阻Rl, R5组成的输入米样电路，所述输出采样电路的输出端为R4与R3之间的节点，该节点与驱动信号合成电路输入端的一个接口连接，输入采样电路的输出端为Rl与R5之间的节点，该节点与驱动信号合成电路输入端的另一个接口连接。所述反向隔离电路由与所述VMOS开关电路同步整流的VMOS管组构成，由所述驱动信号合成电路经续流驱动电路同步驱动。本专利技术的优点在于:本专利技术提供的多波形低压输入型电源转换器有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。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为自动定向BOOST在Ui正半周(Ml、M2、M3、M4) PWM导通时电流流图；图4为自动定向BOOST在Ui正半周(M3、M4) PWM导通续流时电流流图；图5为输入电源为Ac正弦波时的单周期波形图。具体实施方式该多波形低压输入型电源转换器，包括负载，所述负载的输入端依次通过储能滤波电路、反向隔离电路、VMOS控制电路、续流电感与输入电源的输出端连接；所述储能滤波电路的输出端通过输出电流采样电路和调宽式脉冲控制电路的输入端连接，所述输入电源的输出端通过输入电流采样电路和调宽式脉冲控制电路的输入端连接,调宽式脉冲控制电路的输出端依次通过驱动信号合成电路和VMOS开关驱动电路与VMOS开关电路的输入端连接，驱动信号合成电路的输入端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、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；续流电感是设置在输入电源输出端负端上的差模对称电感；所述VMOS开关驱动电路包括两个并联的驱动器，第一驱动器的输入端A1、Bi与驱动信号合成电路输出端的两个输出接口连接，第一驱动器的输出端Ao、Bo与VMOS管的VMOS开关电路输入端的一组接口连接；第二驱动器的输入端A1、Bi与驱动信号合成电路输出端的另外两个输出接口连接，第二驱动器的输出端Ao、Bo与开关电路输入端的另一组接口连接；所述驱动信号合成电路为标准两输入或门控制芯片，该控制芯片包括四对输入端Al，A2，BI，B2，Cl，C2，Dl, D2和相应的四个输出端八0、80、(:0、00，其中输入端41，81，(:1，01与调宽式脉冲控制电路的两个输出端连接，输入端A2，B2，C2，D2与续流电压采样电路的两个输出端连接，输出端Ao、Bo、Co、Do与VMOS开关驱动电路的输入端连接。调宽式脉冲控制电路为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。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，电流传感器CSl与二极管D4串联构成一个支路，电容C13、电阻R2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多波形低压输入型电源转换器，其特征在于：包括负载，所述负载的输入端依次通过储能滤波电路、反向隔离电路、VMOS控制电路、续流电感与输入电源的输出端连接；所述储能滤波电路的输出端通过输出电流采样电路和调宽式脉冲控制电路的输入端连接，所述输入电源的输出端通过输入电流采样电路和调宽式脉冲控制电路的输入端连接，调宽式脉冲控制电路的输出端依次通过驱动信号合成电路和VMOS开关驱动电路与VMOS开关电路的输入端连接，驱动信号合成电路的输入端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、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；续流电感是设置在输入电源输出端负端上的差模对称电感；所述VMOS开关驱动电路包括两个并联的驱动器，第一驱动器的输入端Ai、Bi与驱动信号合成电路输出端的两个输出接口连接，第一驱动器的输出端Ao、Bo与VMOS管的VMOS开关电路输入端的一组接口连接；第二驱动器的输入端Ai、Bi与驱动信号合成电路输出端的另外两个输出接口连接，第二驱动器的输出端Ao、Bo与开关电路输入端的另一组接口连接；所述驱动信号合成电路为标准两输入或门控制芯片，该控制芯片包括四对输入端A1，A2，B1，B2，C1，C2，D1，D2和相应的四个输出端Ao、Bo、Co、Do，其中输入端A1，B1，C1，D1与调宽式脉冲控制电路的两个输出端连接，输入端A2，B2，C2，D2与续流电压采样电路的两个输出端连接，输出端Ao、Bo、Co、Do与VMOS开关驱动电路的输入端连接。...

【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：