直流高压电源降压装置及直流高压电源制造方法及图纸

技术编号:18375103 阅读:26 留言:0更新日期:2018-07-06 00:02
本实用新型专利技术涉及一种直流高压电源降压装置及直流高压电源。本实用新型专利技术的直流高压电源降压装置具有输出电压状态,以及放电降压状态;于输出电压状态时,控制单元控制各电压输出支路中的放电负载和电压输出模块断开,以使各电压输出模块由电源升压充电模块充电,并输出共同构成输出电压的输出分电压;于目标电压低于输出电压的放电降压状态下,控制单元依据输出电压和目标电压的电压差对应的放电负载的数量N,控制N路电压输出支路中的电压输出模块和放电负载导通以放电。采用本实用新型专利技术的方案,由于多个电压输出支路的设置,使单个放电负载承受压差减小,提高了整体的放电性能。

【技术实现步骤摘要】
直流高压电源降压装置及直流高压电源
本技术涉及直流高压电源
,特别涉及一种直流高压电源降压装置。同时,本技术还涉及一种具有该降压装置的直流高压电源。
技术介绍
在直流高压电源的供电系统中,除了保持直流高压电源的供电作用外,在某些场合,直流高压电源的输出电压会发生变化,此时需要降压以达到目标电压值。如在汽车智能悬架控制系统中,当路面平整度发生变化时,MCU产生激励信号控制直流高压电源产生0到4000V驱动电压,驱动电流变液阻尼器实现智能减震。汽车行进中,路面状况瞬息万变,为了达到良好减震效果,需要高压电源快速驱动电流变液阻尼器改变阻尼效果。由于电流变液阻尼器为电压驱动,需要高压直流电源响应频率达到10Hz以上。同时,由于路面状况复杂,可能会出现很大坑洼,要求直流高压电源输在0V到4000V范围内跳变。从0V升压到4000V,现有开关电源技术不难办到,难点在于从4000V到0V的降压过程。由于负载较轻,只靠直流高压电源放电降压非常缓慢,放电时间在10s以上,无法满足要求,因此需要主动对直流高压电源进行快速降压。现有技术的实现方案中,大致分为两种,其一是直流高压电源自放电,其二是在高压电源和地之间连接制动电阻进行辅助放电。现有技术缺点主要有:一是功耗大:如果采取自放电模式,需要在输出端增加固定负载,消耗固定功率;二是成本高:如果采取单电阻放电,开关制动电阻的MOS管耐压要在4500V以上,价格昂贵。三是降压效果难控制:由于电容放电过程非完全线性,为实现定量放电,采取定时方式或者分段控制,效果都不好。四是危险性较大:在4000V降到0V时,设放电电阻为5K(太大放电时间长),瞬电流达到0.8A,功率3200W,超过一般制动电阻功率,存在安全隐患。
技术实现思路
有鉴于此,本技术旨在提出一种直流高压电源降压装置,以实现对直流高压电源进行定量、快速、安全放电,将电压降到目标值。为达到上述目的,本技术的技术方案是这样实现的:一种直流高压电源降压装置,构建直流高压电源的输出电压与目标电压的电路控制关联,以将所述输出电压降压至所述目标电压,所述输出电压由外部电源升压充电模块产生,其特征在于,所述直流高压电源降压装置包括:控制单元,所述电源升压充电模块在所述控制单元的控制下,将所述控制单元的输入电压升压后输出;电压输出单元,与所述电源升压充电模块串联;所述电压输出单元由多个并联设置的、经由所述控制单元控制的电压输出支路组成;各所述电压输出支路包括电压输出模块、放电负载和功率开关,所述放电负载通过所述控制单元控制的功率开关,构成与所述电压输出模块的导通或断开;所述直流高压电源降压装置具有输出电压状态,以及放电降压状态;于输出电压状态时,所述控制单元控制各所述电压输出支路中的所述放电负载和所述电压输出模块断开,以使各所述电压输出模块由所述电源升压充电模块充电,并输出共同构成所述输出电压的输出分电压;于所述目标电压低于所述输出电压的放电降压状态下,所述控制单元依据所述输出电压和所述目标电压的电压差对应的所述放电负载的数量N,控制N路所述电压输出支路中的所述电压输出模块和所述放电负载导通以放电,从而将所述输出电压降压至所述目标电压。进一步的,各所述电压输出模块输出的输出分电压相等。进一步的,所述电压输出模块为电容,所述放电负载为功率电阻,所述功率开关为开关MOS管。进一步的,所述控制单元向所述电源升压充电模块输入的输入电压为0~3.3V。进一步的,所述输出电压的范围为0-4000V。进一步的,在所述放电降压状态下,所述控制单元控制N路所述电压输出支路中的所述电压输出模块和所述放电负载轮流导通以放电。进一步的,所述电源升压充电模块包括与所述电压输出模块构成充电关联的变压器。此外,本技术提供了一种直流高压电源,该直流高压电源加载有如上所述的直流高压电源降压装置。相对于现有技术,本技术具有以下优势:(1)采用本技术的直流高压电源降压装置,通过设置多个电压输出支路,并在每个电压输出支路上增设可控的放电负载,使整个降压装置在控制单元的控制下,可以将输出电压直接快速降压到目标电压。(2)采用本技术实施例的直流高压电源降压装置,提高放电电量的精确度,因为电容放电曲线中,放电速度随时间变化逐渐减缓,对于采取单电阻放电的降压装置,无法做到等时间放等量电,难以实现精确放电;而本技术实施例通过多个电压输出支路的设置,多个放电负载并联放电,单个放电负载承受压差减小,放电过程更接近线性,从而提高了整体放电性能。(3)本技术实施例通过设置多个电压输出电路,在控制单元的控制下每次智能开启部分功率开关和放电负载,避免了每次开启所有功率开关和放电负载,有效延长装置的使用寿命。(4)相对于现有的单电阻放电,其开关制动电阻的MOS管耐压要在4500V以上,价格昂贵。根据本技术实施例的直流高压电源降压装置,通过设置n个电压输出电路,每个电压输出电路中的功率开关管仅需1/n的耐压性能即可,大大降低成本。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:图1为本技术实施例一所述的直流高压电源降压装置系统连接框图;图2为本技术基于实施例一所述的直流高压电源降压装置下的其中一种降压方法流程框图;图3为本技术基于实施例一所述的直流高压电源降压装置下的另一种降压方法流程框图;图4为图3所述的放电效果曲线图。附图标记说明:1-控制单元2-电源升压充电模块3-电压输出单元301-电压输出支路3011-电压输出模块3012-放电负载具体实施方式需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。实施例一本实施例涉及一种直流高压电源降压装置,用以构建直流高压电源的输出电压与目标电压的电路控制关联,以将输出电压降压至目标电压,如图1所示,电源升压充电模块2作为直流高压电源的主要部件,用于产生输出电压。该直流高压电源降压装置主要包括控制单元1和电压输出单元3。如上整体结构中,控制单元1作为整个直流高压电源降压装置的控制部分,其可以采用MCU,以在实现控制的同时,向电源升压充电模块2输入0~3.3V的模拟量电压,以驱动电源升压充电模块2能够输出0-4000V的输出电压Vout。电源升压充电模块2为开关电源升压电路,其可以采用现有的常规结构,如在组成上,可包括开关驱动芯片、高频开关MOS管、变压器、输入输出电压比较器等。电源升压充电模块2能够在控制单元1的控制下,将控制单元1的输入电压升压后输出。电压输出单元3,与电源升压充电模块2串联,其用于将电源升压充电模块2的输出电压分为多路,以最终形成输出电压Vout;同时,电压输出单元3还可以实现降压功能。具体来讲,如图1所示,电压输出单元3由多个并联设置的电压输出支路301组成。每个电压输出支路301包括电压输出模块3011、放电负载3012和功率开关K,放电负载3012通过控制单元1控制的功率开关K,构成与电压输出模块3011的导通或断开。如上的整体结构,使得直流高压电源降压装置具有输本文档来自技高网
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直流高压电源降压装置及直流高压电源

【技术保护点】
1.一种直流高压电源降压装置,构建直流高压电源的输出电压与目标电压的电路控制关联,以将所述输出电压降压至所述目标电压,所述输出电压由外部电源升压充电模块产生,其特征在于,所述直流高压电源降压装置包括:控制单元,所述电源升压充电模块在所述控制单元的控制下,将所述控制单元的输入电压升压后输出;电压输出单元,与所述电源升压充电模块串联;所述电压输出单元由多个并联设置的、经由所述控制单元控制的电压输出支路组成;各所述电压输出支路包括电压输出模块、放电负载和功率开关,所述放电负载通过所述控制单元控制的功率开关,构成与所述电压输出模块的导通或断开;所述直流高压电源降压装置具有输出电压状态,以及放电降压状态;于输出电压状态时,所述控制单元控制各所述电压输出支路中的所述放电负载和所述电压输出模块断开,以使各所述电压输出模块由所述电源升压充电模块充电,并输出共同构成所述输出电压的输出分电压;于所述目标电压低于所述输出电压的放电降压状态下,所述控制单元依据所述输出电压和所述目标电压的电压差对应的所述放电负载的数量N,控制N路所述电压输出支路中的所述电压输出模块和所述放电负载导通以放电,从而将所述输出电压降压至所述目标电压。...

【技术特征摘要】
1.一种直流高压电源降压装置,构建直流高压电源的输出电压与目标电压的电路控制关联,以将所述输出电压降压至所述目标电压,所述输出电压由外部电源升压充电模块产生,其特征在于,所述直流高压电源降压装置包括:控制单元,所述电源升压充电模块在所述控制单元的控制下,将所述控制单元的输入电压升压后输出;电压输出单元,与所述电源升压充电模块串联;所述电压输出单元由多个并联设置的、经由所述控制单元控制的电压输出支路组成;各所述电压输出支路包括电压输出模块、放电负载和功率开关,所述放电负载通过所述控制单元控制的功率开关,构成与所述电压输出模块的导通或断开;所述直流高压电源降压装置具有输出电压状态,以及放电降压状态;于输出电压状态时,所述控制单元控制各所述电压输出支路中的所述放电负载和所述电压输出模块断开,以使各所述电压输出模块由所述电源升压充电模块充电,并输出共同构成所述输出电压的输出分电压;于所述目标电压低于所述输出电压的放电降压状态下,所述控制单元依据所述输出电压和所述目标电压的电压差对应的所述放电负载的数量N,控制N路所述电压输出支路中...

【专利技术属性】
技术研发人员:傅强唐昕牟红兵
申请(专利权)人:重庆菲力斯特科技有限公司
类型:新型
国别省市:重庆,50

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