本發(fā)明專利技術(shù)提供一種安全限流輸出的自動極性識別定向電源轉(zhuǎn)換電路，主要解決了現(xiàn)有低壓新能源電源轉(zhuǎn)換器功耗高、效率低、可靠性差的問題。該電源轉(zhuǎn)換電路的負(fù)載的輸入端依次通過輸出保護(hù)電路、儲能濾波電路、反向隔離電路、VMOS控制電路、續(xù)流電感與輸入電源的輸出端連接；所述儲能濾波電路的輸出端通過輸出電流采樣電路和調(diào)寬式脈沖控制電路的輸入端連接，所述調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動信號合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動電路和續(xù)流電壓采樣電路組成控制電路。所加的輸出保護(hù)電路能夠保證BOOST輸出在負(fù)載短路時自動調(diào)整，限流輸出，同時仍保證低功耗。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種安全限流輸出的電源轉(zhuǎn)換電路。
技術(shù)介紹
近年來，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、蓄電池供電等交流低壓、直流低壓供電的可再生新能源系統(tǒng)被廣泛使用，提高低壓新能源供電系統(tǒng)的供電效率、供電質(zhì)量、供電可靠性勢在必行。目前本領(lǐng)域公知電源轉(zhuǎn)換基本采用I、交流(AC)輸入，采用全波整流器把輸入交流(AC)電源整流為直流(DC)電源，再進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換為直流(DC)輸出。此種方案解決了較高輸入電壓交流電源和小功率電源的轉(zhuǎn)換問題。但在低電壓交流電源輸入和大功率電源轉(zhuǎn)換時，因為AC/DC整流電路的電壓降較高，而產(chǎn)生很高的功耗，使電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率很低。2、直流(DC)輸入，直接進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換為直流(DC)輸出。此種方案解決了固定設(shè)備供電問題。但使用可靠性較低，尤其是在移動性設(shè)備，經(jīng)常需要重新連接輸入電源的設(shè)備，一旦出現(xiàn)電源極性接反的情況，就會產(chǎn)生輸入短路事故。因此一些要求可靠性較高的設(shè)備，在轉(zhuǎn)換器輸入端加入直流定向整流電路。在低電壓直電源輸入和大功率電源轉(zhuǎn)換時，因為直流識別定向整流電路的電壓降較高，而產(chǎn)生很高的功耗，使電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率很低。3、為了提高低壓供電效率、降低線路電流一般采用升壓式(BOOST)直流(DC)供電方式。升壓式(BOOST)直流(DC)供電當(dāng)輸出產(chǎn)生短路故障，輸出電壓低于輸入電壓時BOOST電路功能失效，輸入電源直接對負(fù)載短路，大電流(大功率)系統(tǒng)短路保護(hù)控制難度很大。以常規(guī)整流(識別定向)電路在輸入為低壓新能源電源為例進(jìn)行說明，輸入電壓Ui=IOV(AC、DC),輸入電流Ii=20A,輸入功率Pi=IOX 20=200ff,整流(識別定向)電路壓降Ud=2V,整流(識別定向)電路耗為Pd=2 X 20=40ff,輸出功率Po=200_40=160W，其整流(識別定向)效率為E=160/200=0. 8，由此可見常規(guī)整流(識別定向)電路在輸入為低壓新能源電源時，功耗很大，效率很低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種安全限流輸出的自動極性識別定向電源轉(zhuǎn)換電路，主要解決了現(xiàn)有低壓新能源電源轉(zhuǎn)換器功耗高、效率低、可靠性差的問題。本專利技術(shù)的具體技術(shù)解決方案如下該安全限流輸出的自動極性識別定向電源轉(zhuǎn)換電路，包括負(fù)載，所述負(fù)載的輸入端依次通過輸出保護(hù)電路、儲能濾波電路、反向隔離電路、VMOS控制電路、續(xù)流電感與輸入電源的輸出端連接；所述儲能濾波電路的輸出端通過輸出電流采樣電路和調(diào)寬式脈沖控制電路的輸入端連接，所述輸入電源的輸出端通過輸入電流采樣電路和調(diào)寬式脈沖控制電路的輸入端連接，調(diào)寬式脈沖控制電路的輸出端依次通過驅(qū)動信號合成電路和VMOS開關(guān)驅(qū)動電路與VMOS開關(guān)電路的輸入端連接，驅(qū)動信號合成電路的輸入端通過續(xù)流電壓采樣電路與VMOS開關(guān)電路的輸出端連接；所述調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動信號合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動電路和續(xù)流電壓采樣電路組成控制電路； 所述VMOS開關(guān)驅(qū)動電路包括兩個并聯(lián)的驅(qū)動器，第一驅(qū)動器的輸入端Ai、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的兩個輸出接口連接，第一驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與VMOS管的VMOS開關(guān)電路輸入端的一組接口連接；第二驅(qū)動器的輸入端Ai、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的另外兩個輸出接口連接，第二驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與開關(guān)電路輸入端的另一組接口連接；所述輸出保護(hù)電路包括基準(zhǔn)電壓源、比較器A、比較器B、三極管NI和穩(wěn)壓管Z5 ；該輸出安全控制電路的輸入端接BOOST直流輸出電壓，輸出端接負(fù)載，所述輸入端和輸出端所在的主回路上串聯(lián)設(shè)置有VMOS管M5和限流電阻R24，其中，VMOS管M5的基極經(jīng)三極管NI接至所述輸出端的負(fù)端，三極管NI的基極接至所述基準(zhǔn)電壓源；所述輸出端并聯(lián)有一個濾波電容和一個反饋支路，該反饋支路上依次串聯(lián)有分壓電阻R14和RC電路；比較器A的正相輸入端接入該反饋支路，經(jīng)分壓電阻R14接至所述輸出端的正端，比較器A的負(fù)相輸入端接基準(zhǔn)電壓，比較器A的輸出端依次經(jīng)串聯(lián)的電阻R13、電阻R27、電阻R22接至所述輸入端的負(fù)端；比較器B的正相輸入端接入電阻R13、電阻R27和電阻R22所在的串聯(lián)支路，其接入節(jié)點位于電阻R27與電阻R22之間；比較器B的負(fù)相輸入端經(jīng)電阻R6接至所述輸出端的負(fù)端；比較器B的輸出端接至三極管NI的基極。基于上述方案，本專利技術(shù)還可以作如下優(yōu)化限定和改進(jìn)所述驅(qū)動信號合成電路為標(biāo)準(zhǔn)兩輸入或門控制芯片，該控制芯片包括四對輸入端A1，A2，B1，B2，C1，C2，D1，D2 和相應(yīng)的四個輸出端 Ao、Bo、Co、Do，其中輸入端 Al，BI，Cl，Dl與調(diào)寬式脈沖控制電路的兩個輸出端連接，輸入端A2，B2, C2，D2與續(xù)流電壓采樣電路的兩個輸出端連接，輸出端Ao、Bo、Co、Do與VMOS開關(guān)驅(qū)動電路的輸入端連接。所述調(diào)寬式脈沖控制電路為半橋式PWM控制器，PWM控制器的兩個輸出端Ao、Bo分別接至驅(qū)動信號合成電路的一組輸入端。所述輸入電流采樣電路包括電流傳感器CSl、電容C13、電阻R21，二極管D4，電流傳感器CSl與二極管D4串聯(lián)構(gòu)成一個支路，電容C13、電阻R21分別與該支路并聯(lián)。所述輸出電流采樣電路包括電流傳感器CS2、電容C9和二極管D5，電流傳感器CS2與二極管D5串聯(lián)構(gòu)成一個支路，電容C9與該支路并聯(lián)。所述續(xù)流電壓采樣電路包括由穩(wěn)壓二極管Z3，濾波電容C11，分壓電阻R3，R4組成的輸出米樣電路和由穩(wěn)壓二極管Z4,濾波電容C12,分壓電阻Rl, R5組成的輸入米樣電路，所述輸出采樣電路的輸出端為R4與R3之間的節(jié)點，該節(jié)點與驅(qū)動信號合成電路輸入端的一個接口連接，輸入采樣電路的輸出端為Rl與R5之間的節(jié)點，該節(jié)點與驅(qū)動信號合成電路輸入端的另一個接口連接。本專利技術(shù)的優(yōu)點在于本專利技術(shù)提供的安全限流輸出的自動極性識別定向電源轉(zhuǎn)換電路有XC/DC擴(kuò)展(Xe)形、無極性、多波形、寬頻率電源輸入，DC(直流)輸出，自動極性識別定向、高轉(zhuǎn)換效率、高功率因數(shù)、高可靠性、高功率密度、低成本等優(yōu)勢。所加的輸出保護(hù)電路能夠保證BOOST輸出在負(fù)載短路時自動調(diào)整，限流輸出，同5時仍保證低功耗。附圖說明圖I為本專利技術(shù)電路原理框圖；圖2為本專利技術(shù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為自動定向BOOST在Ui正半周(Ml、M2、M3、M4) PWM導(dǎo)通時電流流4為自動定向BOOST在Ui正半周(M3、M4) PWM導(dǎo)通續(xù)流時電流流圖；圖5為輸入電源為Ac正弦波時的單周期波形圖。圖6為本專利技術(shù)的輸出保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式該安全限流輸出的自動極性識別定向電源轉(zhuǎn)換電路，包括負(fù)載，所述負(fù)載的輸入端依次通過儲能濾波電路、反向隔離電路、VMOS控制電路、續(xù)流電感與輸入電源的輸出端連接；所述儲能濾波電路的輸出端通過輸出電流采樣電路和調(diào)寬式脈沖控制電路的輸入端連接，所述輸入電源的輸出端通過輸入電流采樣電路和調(diào)寬式脈沖控制電路的輸入端連接，調(diào)寬式脈沖控制電路的輸出端依次通過驅(qū)動信號合成電路和VMOS開關(guān)驅(qū)動電路與VMOS開關(guān)電路的輸入端連接，驅(qū)動信號合成電路的輸入端通過續(xù)流電壓采樣電路與VMOS開關(guān)電路的輸出端連接；所述調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動信號合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動電路和續(xù)流電壓采樣電路組成控制電路；所述VMOS開關(guān)驅(qū)動電路包括兩個并聯(lián)的驅(qū)動器，第一驅(qū)動器的輸入端Ai、Bi與驅(qū)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種安全限流輸出的自動極性識別定向電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于：包括負(fù)載，所述負(fù)載的輸入端依次通過輸出保護(hù)電路、儲能濾波電路、反向隔離電路、VMOS控制電路、續(xù)流電感與輸入電源的輸出端連接；所述儲能濾波電路的輸出端通過輸出電流采樣電路和調(diào)寬式脈沖控制電路的輸入端連接，所述輸入電源的輸出端通過輸入電流采樣電路和調(diào)寬式脈沖控制電路的輸入端連接，調(diào)寬式脈沖控制電路的輸出端依次通過驅(qū)動信號合成電路和VMOS開關(guān)驅(qū)動電路與VMOS開關(guān)電路的輸入端連接，驅(qū)動信號合成電路的輸入端通過續(xù)流電壓采樣電路與VMOS開關(guān)電路的輸出端連接；所述調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動信號合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動電路和續(xù)流電壓采樣電路組成控制電路；所述VMOS開關(guān)驅(qū)動電路包括兩個并聯(lián)的驅(qū)動器，第一驅(qū)動器的輸入端Ai、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的兩個輸出接口連接，第一驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與VMOS管的VMOS開關(guān)電路輸入端的一組接口連接；第二驅(qū)動器的輸入端Ai、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的另外兩個輸出接口連接，第二驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與開關(guān)電路輸入端的另一組接口連接；所述輸出保護(hù)電路包括基準(zhǔn)電壓源、比較器A、比較器B、三極管N1和穩(wěn)壓管Z5；該輸出安全控制電路的輸入端接BOOST直流輸出電壓，輸出端接負(fù)載，所述輸入端和輸出端所在的主回路上串聯(lián)設(shè)置有VMOS管M5和限流電阻R24，其中，VMOS管M5的基極經(jīng)三極管N1接至所述輸出端的負(fù)端，三極管N1的基極接至所述基準(zhǔn)電壓源；所述輸出端并聯(lián)有一個濾波電容和一個反饋支路，該反饋支路上依次串聯(lián)有分壓電阻R14和RC電路；比較器A的正相輸入端接入該反饋支路，經(jīng)分壓電阻R14接至所述輸出端的正端，比較器A的負(fù)相輸入端接基準(zhǔn)電壓，比較器A的輸出端依次經(jīng)串聯(lián)的電阻R13、電阻R27、電阻R22接至所述輸入端的負(fù)端；比較器B的正相輸入端接入電阻R13、電阻R27和電阻R22所在的串聯(lián)支路，其接入節(jié)點位于電阻R27與電阻R22之間；比較器B的負(fù)相輸入端經(jīng)電阻R6接至所述輸出端的負(fù)端；比較器B的輸出端接至三極管N1的基極。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡家培，胡民海，
申請(專利權(quán))人：西安智海電力科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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