多输入单输出的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。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。且本实用新型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。

Multi-input Single-output DC Converter

A multi-input single-output DC/DC converter is disclosed. The switch in the input module can be replaced by a bidirectional switch, which can not only prevent the direct short connection between the input sources, but also reduce the loss of the system and improve the efficiency of the system. Moreover, the multi-input single-output DC converter proposed by the utility model can control each input module separately according to different environment and application needs, so that it can work in single-input single-output mode or multi-input single-output mode respectively, and the input current or input power can be equally distributed. It realizes multiple power supply at the same time and meets the requirement of stability.

【技术实现步骤摘要】
多输入单输出的直流变换器
本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。
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，本技术提出了一种多输入单输出的直流变换器，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。本技术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。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技术实施例的描述，本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4是本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5是本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技术进行描述，但是本技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本技术的细节描述中，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技术。为了避免混淆本技术的实质，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”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。图1是本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。如图1所示，多输入单输出的Buck变换器包括N个并联的输入模块和一个输出模块。每个输入模块分别由输入源U1、U2、…、Un和对应的第一开关管Q11，Q12…Q1n串联构成，每个输入模块的输出端在公共连接点LX处相连，其中为了防止任意两个输入源之间直接短接，每个开关管均被配置为一种双向开关管，包括对管形式连接的两个开关管，其栅极连接在一起，以接收同一个驱动信号。输出模块包括第二开关管Q2，滤波电感L及滤波电容C，其中第二开关管Q2连接在N个输入模块的公共连接点LX与地之间，提供续流通路；滤波电感L与滤波电容C串联在N个输入模块的公共连接点LX和地之间。图2为本技术实施例的多输入单输出的Buck变换器的控制框图。如图2所示，控制电路包括电压控制模块Gv、电流控制模块Gi、逻辑控制模块G。电压控制模块Gv包括电压采样模块Gv1和电压比较模块Gv2。电压采样模块Gv1采样输出电压反馈信号Vfb并输出到电压比较模块Gv2，电压比较模块Gv2根据电压基准值Vref进行输出电压控制。电流控制模块Gi包括电流采样模块Gi1、电流基准产生模块Gi2和电流控制模块Gi3。电流采样模块Gi1用以采样N个输入电流从而得到每个输入电流采样信号I1、I2…In；电流基准产生模块Gi2用于根据不同模式生成不同的电流基准值If1、If2…Ifn；电流比较模块Gi3用于根据电流采样电路输出的多个输入电流采样信号和对应的多个电流基准值If1、If2…Ifn产生多个电流控制信号Vci1、Vci2…Vcin，并输出到逻辑控制模块G。逻辑控制模块G根据不同的工作模式选择不同的控制模式，并产生N+1个驱动信号Vg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，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。

【技术特征摘要】
1.一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。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...

【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：新型
国别省市：浙江,33