一种多输入单输出直流变换器制造技术

公开了一种多输入单输出的直流变换器和控制方法。可以将输入模块中的开关管用一个双向开关管替代，既能防止各输入源之间直接短接，又可以减小系统的损耗，提高了系统的效率。且本发明专利技术提出的多输入单输出的直流变换器可以根据不同的环境以及应用需要分别对每个输入模块进行控制，可以使其分别工作在单输入单输出模式，或多输入单输出模式，并使得输入电流或输入功率平均分配。实现了多种电源同时供电，满足了稳定性的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种多输入单输出直流变换器
本专利技术涉及电力电子技术，具体涉及一种多输入单输出的直流变换器和控制方法。
技术介绍
近年来，太阳能、燃料电池、蓄电池等新能源发电得到了广泛的开发和利用，而单一的新能源供电存在稳定性及不连续性的问题，因此需要多种新能源联合供电，以适应不同的环境，满足不同的需求。但是若每一种新能源均配置相应的直流变换器，导致系统体积大，结构复杂。因此采用多输入变换器代替多个独立的单输入变换器，可以使得系统结构简化，成本降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种多输入单输出的直流变换器和控制方法，将输入模块中的开关管用一个双向开关管替代，提高了效率，同时实现了多种电源单独供电或同时供电，满足了稳定性的要求。根据本专利技术的一方面，提供了一种多输入单输出的直流变换器，其特征在于，包括：多个输入模块，所述多个输入模块的每一个包括串联的输入源与第一开关管，且所述第一开关管为双向开关管，包括对管形式连接的两个开关管且所述两个开关管的控制端连接在一起；输出模块，包括感性元件，与所述输入模块构成开关型功率级电路；控制电路，包括电流控制模块、电压控制模块和逻辑控制模块；其中所述多个输入模块的输出端并联并共同连接至所述输出模块，构成多个输入并联的直流变换器。优选地，所述双向开关管用于防止任意两个所述输入源之间直接短接。优选地，所述输出模块还包括第二开关管和滤波电容。优选地，所述第二开关管被配置为同步整流管。优选地，所述电流控制模块包括：电流采样模块，其输入端分别连接到所述多个输入模块的输入端，用于采样输入电流并输出多个电流采样信号；电流基准产生模块，其输入端与所述电流采样模块的输出端相连，并输出多个输入电流基准值；以及电流比较模块，其输入端分别与所述电流采样模块的输出端和所述电流基准产生模块的输出端对应相连以接收所述多个电流采样信号和对应的所述多个输入电流基准值，其输出端与所述逻辑控制模块相连，并输出多个电流控制信号。优选地，所述电压控制模块包括：电压采样模块，其输入端连接到所述输出模块的输出端以接收输出电压采样信号；以及电压比较模块，其输入端接收所述电压采样模块的输出信号，其输出端与所述逻辑控制模块相连，以输出电压控制信号。优选地，所述逻辑控制模块根据所述多个电流控制信号和所述电压控制信号的大小选择切换为电流或电压控制模式。优选地，所述逻辑控制模块根据所述平均电流控制信号或所述平均功率控制信号改变所述电压控制信号，从而改变所述第一开关管的导通时间。优选地，所述输出模块根据各组成部分的不同连接方式可以与所述输入模块一起，分别构成Buck变换器或Buck-Boost变换器。优选地，所述输出模块中的所述感性元件为变压器，所述变压器的原边绕组连接在所述多个输入模块的公共连接点和地之间，且所述输出模块与所述输入模块共同组成Flyback变换器。优选地，所述输出模块还包括变压器和第三开关管，所述变压器的原边绕组连接在所述多个输入模块的公共连接点和地之间。优选地，所述输入模块还包括并联在所述变压器原边绕组两端的复位电路，所述输入模块与所述输出模块共同组成Forward变换器。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种多输入单输出的直流变换器的控制方法，所述多输入单输出的直流变换器包括多个输入模块和一个输出模块，其特征在于，所述每个输入模块分别包括输入源和双向开关管，其中，所述双向开关管由两个对管连接且控制端相连的开关管组成，所述控制方法包括：判断负载的状态；当判断结果表明负载较轻时，根据电压控制信号调节一个所述输入模块的所述双向开关管的占空比以维持输出电压于电压基准值；以及当判断结果表明负载较重时，分别根据所述电压控制信号和所述多个输入模块对应的电流控制信号分别调节所述多个输入模块对应的所述双向开关管的占空比以维持所述输出电压于所述电压基准值，并且控制所述多个输入模块对应的输入电流分别等于对应的电流基准值。优选地，两个以上所述输入模块投入工作时，在对应的双向开关管导通前分别加入死区时间，避免任意两个所述输入模块对应的双向开关管同时导通造成短路。优选地，所述电压控制信号是通过采样输出电压，并将其与所述电压基准值比较而得到的。优选地，所述电流控制信号是通过采样投入工作的所述输入模块的所述输入电流，并将其分别与对应的所述电流基准值比较而得到的。优选地，当所述多个输入模块的个数为N(N>1)时，控制M(1<M<N)个所述输入模块逐个投入工作。优选地，控制所述M个输入模块逐个投入工作包括：比较所述电压控制信号和所述电流控制信号，以选择切换为电流或电压控制模式，从而控制第一个所述输入模块对应的双向开关管；其中若所述第一个输入模块工作于电流控制模式，则继续投入第二个所述输入模块，依次类推，直到第M个所述输入模块工作于电压控制模式。优选地，控制所述多个输入模块均工作于平均电流模式，其中每一个所述输入模块对应的所述电流基准值分别相等，为所述多个输入模块对应的输入电流的平均值。优选地，控制所述多个输入模块均工作于平均功率模式，其中每一个所述输入模块对应的所述电流基准值分别根据对应的所述输入源的值计算得到，以使得每一个所述输入模块的输入功率分别相等。优选地，根据所述电流控制信号改变所述电压控制信号，以调节对应的所述双向开关管的占空比。通过将输入模块中的开关管用一个双向开关管替代，既能防止各输入源之间直接短接，又可以减小系统的损耗，提高了系统的效率。且本专利技术提出的多输入单输出的直流变换器可以根据不同的环境以及应用需要分别对每个输入模块进行控制，可以使其分别工作在单输入单输出模式，或多输入单输出模式，并使得多个输入模块的输入电流平均分配或输入功率平均分配。实现了多种电源同时供电，满足了稳定性的要求。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是本专利技术实施例的多输入单输出的Buck变换器的电路拓扑结构图；图2是本专利技术实施例的多输入单输出的Buck变换器的控制电路框图；图3是本专利技术实施例的多输入单输出的Buck变换器的控制方法流程图；图4是本专利技术实施例的多输入单输出的Buck-Boost变换器的电路拓扑结构图；图5是本专利技术实施例的多输入单输出的Flyback变换器的电路拓扑结构图；图6是本专利技术实施例的多输入单输出的Forward变换器的电路拓扑结构图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多输入单输出的直流变换器，包括：多个输入模块，所述多个输入模块的每一个包括串联的输入源与第一开关管，且所述第一开关管为双向开关管，包括对管形式连接的两个开关管且所述两个开关管的控制端连接在一起；输出模块，包括感性元件，与所述输入模块构成开关型功率级电路；控制电路，包括电流控制模块、电压控制模块和逻辑控制模块；其中所述多个输入模块的输出端并联并共同连接至所述输出模块，构成多个输入并联的直流变换器。

【技术特征摘要】
1.一种多输入单输出的直流变换器，包括：多个输入模块，所述多个输入模块的每一个包括串联的输入源与第一开关管，且所述第一开关管为双向开关管，包括对管形式连接的两个开关管且所述两个开关管的控制端连接在一起；输出模块，包括感性元件，与所述输入模块构成开关型功率级电路；控制电路，包括电流控制模块、电压控制模块和逻辑控制模块；其中所述多个输入模块的输出端并联并共同连接至所述输出模块，构成多个输入并联的直流变换器。2.根据权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，所述双向开关管用于防止任意两个所述输入源之间直接短接。3.根据权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，所述输出模块还包括第二开关管和滤波电容。4.根据权利要求3所述的直流变换器，其特征在于，所述第二开关管被配置为同步整流管。5.根据权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，所述电流控制模块包括：电流采样模块，其输入端分别连接到所述多个输入模块的输入端，用于采样输入电流并输出多个电流采样信号；电流基准产生模块，其输入端与所述电流采样模块的输出端相连，并输出多个输入电流基准值；以及电流比较模块，其输入端分别与所述电流采样模块的输出端和所述电流基准产生模块的输出端对应相连以接收所述多个电流采样信号和对应的所述多个输入电流基准值，其输出端与所述逻辑控制模块相连，并输出多个电流控制信号。6.根据权利要求5所述的直流变换器，其特征在于，所述电压控制模块包括：电压采样模块，其输入端连接到所述输出模块的输出端以接收输出电压采样信号；以及电压比较模块，其输入端接收所述电压采样模块的输出信号，其输出端与所述逻辑控制模块相连，以输出电压控制信号。7.根据权利要求6所述的直流变换器，其特征在于，所述逻辑控制模块根据所述多个电流控制信号和所述电压控制信号的大小选择切换为电流或电压控制模式。8.根据权利要求6所述的直流变换器，其特征在于，所述逻辑控制模块根据所述多个电流控制信号改变所述电压控制信号，从而改变所述第一开关管的导通时间。9.根据权利要求3所述的直流变换器，其特征在于，所述输出模块根据各组成部分的不同连接方式与所述输入模块一起，分别构成Buck变换器或Buck-Boost变换器。10.根据权利要求3所述的直流变换器，其特征在于，所述输出模块中的所述感性元件为变压器，所述变压器的原边绕组连接在所述多个输入模块的公共连接点和地之间，且所述输出模块与所述输入模块共同组成Flyback变换器。11.根据权利要求3所述的直流变换器，其特征在于，所述输出模块还包括变压器和第三开关管，所述变压器的原边绕组连接在所述多个输入模块的公共连接点和地之间。12.根据权利要求11所述的直流变换...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，孙良伟，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33