一种高压输入辅助电源电路及其工作方法技术

一种高压输入辅助电源电路及其工作方法，开关管组合电路分别与直流输入电路、反激变压器、控制电路、供电电路、检测电路相连接；所述开关管组合电路包括MOS管Q1和Q2，TVS管Z1，二极管D1和D2，限流电阻R1；MOS管Q1的栅极与PWM控制电路连接，源极与电流检测电阻R2的一端连接，漏极与MOS管Q2的源极连接；MOS管Q2的漏极与反激变压器T1的一端连接，栅极与驱动电阻R1和箝位二极管D1的正极相连接；TVS管Z1的正极与MOS管Q1的源极连接，负极与MOS管Q1的栅极连接；箝位二极管D1的负极与直流输入电容的一端连接；二极管D1的正极与供电电路连接，负极与驱动电阻R1连接；开关管组合电路采用MOS管Q1和Q2串联连接的方式，降低了MOS管的关断电压应力，适合于高输入电压的辅助电源；TVS管Z1与驱动电路和箝位电路的相连接，简化MOS管Q2驱动电路，降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及一种直流侧高压输入辅助电源，其应用于风电变流器和光伏逆变 器领域。
技术介绍
风电变流器和光伏逆变器需要满足电网低电压穿越技术要求，即在电网电压跌落 时要不间断运行，因此需要逆变器必须具备不间断的供电电源系统，目前常用的方案是采 用UPS，但是由于UPS电池寿命短、工作温度范围窄（(Γ40度)，使得逆变器供电系统可靠性 降低，因此需要采用一种从逆变器直流侧取电的辅助电源。 逆变器辅助电源一般是多路输出，因此通常采用反激式辅助电源，有以下两种方 式： 如图2所示，单端反激变换拓扑结构简单、成本低廉，但是主M0S管（Q1)需要承受直流 母线电压（Vin)和副边感应电压（S卩：n* (Vo+Vf))，还有变压器漏感尖峰电压，对于风电变 流器(直流侧母线电压额定1100V)，则NM0S管需要选择1700V以上，可购买的器件较少且成 本较高，不满足要求。 如图3所示，双管反激变换拓扑采用M0S管（Q1和Q2)串联到变压器两端，并通 过箝位二极管D1和D2对变压器进行箝位，降低了 M0S管电压应力（约大于直流母线电压 Vin)，对于风电变流器(直流侧母线电压额定1100V)，则M0S管需要选择1500V以上，相对成 本较低，但是双管反激变换拓扑通常需要一个隔离驱动变压器，增加了物料成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对上述现有技术不满足高电压输出和低成本的 要求，提供一种开关管组合电路，既能满足高输入电压的要求，又能实现低成本。 本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种高压输入辅助电源电路，所述的 高压输入辅助电路包括开关管组合电路、控制电路、反激变压器、吸收电路、直流输入电路、 供电电路、电流检测电路、至少一个副边电路，所述开关管组合电路分别与直流输入电路、 反激变压器、控制电路、供电电路、检测电路相连接；所述开关管组合电路包括M0S管Q1和 Q2，TVS管Z1，第一二极管D1第二二极管和D2,限流电阻Rl ; M0S管Q1的栅极与PWM控制 电路连接，M0S管Q1的源极与电流检测电阻R2的一端连接，M0S管Q1的漏极与M0S管Q2 的源极连接，M0S管Q2的漏极与反激变压器T1的一端连接，M0S管Q2栅极分别与驱动电 阻R1和第一二极管D1的正极相连接；TVS管Z1的正极与M0S管Q1的源极连接，TVS管Z1 的负极与M0S管Q1的栅极连接；第一二极管D1的负极与直流输入电容C1的一端连接；第 一二极管D1的正极与供电电路Vcc连接，负极与驱动电阻R1连接；所述开关管组合电路的 作用是M0S管串联连接，提高电压输入范围。 所述直流输入电路的C1连接至变流器直流母线侧，一端与变压器一端、吸收电路 和组合电路相连接，另一端连接至公共GND，所述直流输入电路的C1作用是储能和滤波。 所述吸收电路包括第三二极管D3、吸收电容C3、放电电阻R3,其两端连接至变压 器两端，所述吸收电路降低开关管电压应力；所述反激变压器包括至少一个以上副边绕组， 其中一绕组为原边控制电路供电，电源启动R11对供电电容C2充电。 所述副边电路包括整流二极管D4、滤波电容C4和负载电阻R4。 一种高压输入辅助电源电路工作方法，所述的工作方法包括开通与关断二种方 式， 开通过程：PWM控制电路发驱动信号开通M0S管Ql，Q1漏源极电压Vdsl下降，当Vdsl 电压小于驱动器供电电压，即：Vcc-Vdl时，驱动电流通过R1开通M0S管Q2,电流流过M0S 管Q1和Q2 ; 关断过程：PWM控制电路发驱动信号关断M0S管Ql，Q1漏源极电压Vdsl上升，当Vdsl 电压大于驱动器供电电压，即：Vcc-Vdl时，M0S管Q2关断，Vdsl电压继续上升，则第二二 极管D2反向关断，当Vdsl大于直流侧电压Vin时，则第一二极管D1导通，Vdsl被箝位至 Vin，由于变压器去磁作用，Q2漏源极电压Vds2上升，承受副边感应电压，S卩：n*(Vo+Vf)和 变压器漏感尖峰电压，关断过程M0S管Q1承受直流侧电压Vin，M0S管Q1承受副边感应电 压，S卩：n*(Vo+Vf)和变压器漏感尖峰电压。 【附图说明】 图1是本专利技术高压输入辅助电源的电路拓扑； 图2是现有技术中单端反激变换拓扑； 图3是现有技术中双管反激变换拓扑； 图4是本专利技术高压输入辅助电源的一种实施例。 【具体实施方式】 如图1所示，本专利技术专利涉及一种从逆变器直流侧取电的辅助电源电路，所述电 路包括开关管组合电路、控制电路、反激变压器、吸收电路、直流输入电路、供电电路、电流 检测电路、至少一个副边电路(包括供电绕组)，所述开关管组合电路分别与直流输入电路、 反激变压器、控制电路、供电电路、检测电路相连接。 所述开关管组合电路包括M0S管Q1和Q2, TVS管Z1，二极管D1和D2,限流电阻 R1 ;所述M0S管Q1的栅极与PWM控制电路连接，源极与电流检测电阻R2的一端连接，漏极 与M0S管Q2的源极连接；所述M0S管Q2的漏极与反激变压器T1的一端连接，栅极与驱动 电阻R1和箝位二极管D1的正极相连接；所述TVS管Z1的正极与NM0S管Q1的源极连接， 负极与M0S管Q1的栅极连接；所述箝位二极管D1的负极与直流输入电容C1的一端连接； 所述二极管D1的正极与供电电路Vcc连接，负极与驱动电阻R1连接。 所述开关管组合电路采用M0S管Q1和Q2串联连接的方式，降低了 M0S管的关断 电压应力，适合于高输入电压的辅助电源；TVS管Z1与驱动电路（R1和D1)和箝位电路D1 的相连接，简化了 M0S管Q2驱动电路，降低了成本。 图4是本专利技术的实施例，如图所示，一种从逆变器直流侧取电的辅助电源电路，所 述的高压输入辅助电路包括开关管组合电路、控制电路、反激变压器、吸收电路、直流输入 电路、供电电路、电流检测电路、至少一个副边电路，所述开关管组合电路分别与直流输入 电路、反激变压器、控制电路、供电电路、检测电路相连接。 所述开关管组合电路包括M0S管Q1和Q2，TVS管Z1，第一二极管D1第二二极管和 D2,限流电阻Rl ; M0S管Q1的栅极与PWM控制电路连接，M0S管Q1的源极与电流检测电阻 R2的一端连接，M0S管Q1的漏极与M0S管Q2的源极连接，M0S管Q2的漏极与反激变压 器T1的一端连接，M0S管Q2栅极分别与驱动电阻R1和第一二极管D1的正极相连接；TVS 管Z1的正极与M0S管Q1的源极连接，TVS管Z1的负极与M0S管Q1的栅极连接；第一二极 管D1的负极与直流输入电容C1的一端连接；第一二极管D1的正极与供电电路Vcc连接， 负极与驱动电阻R1连接；所述开关管组合电路的作用是M0S管串联连接，提高电压输入范 围。 所述直流输入电路的C1连接至变流器直流母线侧，一端与变压器一端、吸收电路 和组合电路相连接，另一端连接至公共GND，所述直流输入电路的C1作用是储能和滤波。 所述吸收电路包括第三二极管D3、吸收电容C3、放电电阻R3,其两端连接至变压 器两端，所述吸收电路降低开关管电压应力；所述反激变压器包括至少一个以上副边绕组， 其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压输入辅助电源电路，其特征在于：所述的高压输入辅助电路包括开关管组合电路、控制电路、反激变压器、吸收电路、直流输入电路、供电电路、电流检测电路、至少一个副边电路，所述开关管组合电路分别与直流输入电路、反激变压器、控制电路、供电电路、检测电路相连接；所述开关管组合电路包括MOS管Q1和Q2，TVS管Z1，第一二极管D1第二二极管和D2，限流电阻R1； MOS管Q1的栅极与PWM控制电路连接，MOS管Q1的源极与电流检测电阻R2的一端连接， MOS管Q1的漏极与MOS管Q2的源极连接， MOS管Q2的漏极与反激变压器T1的一端连接，MOS管Q2栅极分别与驱动电阻R1和第一二极管D1的正极相连接；TVS管Z1的正极与MOS管Q1的源极连接，TVS管Z1的负极与MOS管Q1的栅极连接；第一二极管D1的负极与直流输入电容C1的一端连接；第一二极管D1的正极与供电电路Vcc连接，负极与驱动电阻R1连接；所述开关管组合电路的作用是MOS管串联连接，提高电压输入范围。

【技术特征摘要】
1. 一种高压输入辅助电源电路，其特征在于：所述的高压输入辅助电路包括开关管组 合电路、控制电路、反激变压器、吸收电路、直流输入电路、供电电路、电流检测电路、至少一 个副边电路，所述开关管组合电路分别与直流输入电路、反激变压器、控制电路、供电电路、 检测电路相连接；所述开关管组合电路包括MOS管Q1和Q2, TVS管Z1，第一二极管D1第 二二极管和D2,限流电阻Rl ; MOS管Q1的栅极与PWM控制电路连接，MOS管Q1的源极与 电流检测电阻R2的一端连接，MOS管Q1的漏极与MOS管Q2的源极连接，MOS管Q2的漏 极与反激变压器T1的一端连接，MOS管Q2栅极分别与驱动电阻R1和第一二极管D1的正 极相连接；TVS管Z1的正极与MOS管Q1的源极连接，TVS管Z1的负极与MOS管Q1的栅极 连接；第一二极管D1的负极与直流输入电容C1的一端连接；第一二极管D1的正极与供电 电路Vcc连接，负极与驱动电阻R1连接；所述开关管组合电路的作用是MOS管串联连接，提 高电压输入范围。2. 根据权利要求1所述的一种高压输入辅助电源电路，其特征在于：所述直流输入电 路的C1连接至变流器直流母线侧，一端与变压器一端、吸收电路和组合电路相连接，另一 端连接至公共GND，所述直流输入电路的C1作用是储能和滤波。3. 根据权利要求2所述的一种高压输入辅助电源电路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕怀明，
申请(专利权)人：浙江海得新能源有限公司，上海海得控制系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33