离网逆变器辅助电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于一种电源装置，本发明专利技术的离网逆变器辅助电源装置，包括第一路辅助电源和第二路辅助电源，第一路辅助电源和第二路辅助电源电路结构相同，其中第一路辅助电源包括主电路、反馈控制电路，主电路采用反激直直变换器作为拓扑结构，由输入吸收电路、高频变压部分、输出稳压滤波电路组成，当开关管P1_Q导通时，输入电压全部加在高频变压器的原边绕组N1上，此时副边绕组同名端“●”为正，二极管P1_D1001-P1_D1003均反向截止，高频变压器当做电感运行，负载供电由输出电容提供。本发明专利技术要求所设计的辅助电源能够根据输入电压和输出负载的大小来动态调整占空比使输出稳定，同时还应充分考虑其稳定性、散热等因素。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种电源装置，尤其涉及一种离网逆变器辅助电源装置。
技术介绍
辅助电源模块主要作用是为整个离网式太阳能发电系统提供+5V、+15V和-15V稳定直流电压，为系统中如：芯片、继电器、霍尔传感器等元件提供正常工作时所需电压。辅助电源是逆变器的正常工作前提和保障。
技术实现思路
本专利技术的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种离网逆变器辅助电源装置，其保证系统工作的独立性。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：其包括第一路辅助电源和第二路辅助电源，第一路辅助电源和第二路辅助电源电路结构相同，其中第一路辅助电源包括主电路、反馈控制电路，主电路采用反激直直变换器作为拓扑结构，由输入吸收电路、高频变压部分、输出稳压滤波电路组成，当开关管P1_Q导通时，输入电压全部加在高频变压器的原边绕组N1上，此时副边绕组同名端“●”为正，二极管P1_D1001-P1_D1003均反向截止，高频变压器当做电感运行，负载供电由输出电容提供；当P1_Q截止时，由于电感能量不能产生突变，高频变压器各个电感线圈感应电动势反偏，同名端“●”为负，使得副边绕组二极管导通，电感中储存的磁能转为电能向输出电容充电和向负载放电向；同时在高频变压器原边绕组N1两端，加上了由二极管P1_D2、稳压管P1_D2_、电阻P1_R3、P1_R3*、电容P3_C3组成的原边吸收电路，在开关管P1_Q截止时充当原边绕组的续流回路并可将开关管P1_Q的漏极电压钳在一定范围内，确保电路的稳定工作；反馈控制电路由三端可调分流基准源TL431、光耦2501和控制芯片UC3842构成的，电路中UC3842的4脚外接RC震荡回路能够产生所需固定频率的三角波，该三角波的频率即为辅助电源的开关频率；反馈路的输出电压通过反馈回路将采样值送到控制芯片UC3842的2脚，同时也将基准电压送到了UC3842的8脚；此时通过UC3842芯片内部的比较器即可产生驱动原边绕组开关管P1_Q所需的驱动信号，通过调整该驱动信号占空比的大小即可控制P1_Q的导通时间，实现对其输出电压的稳定控制。本专利技术中辅助电源的输入直接选用系统的母线电压。这就要求所设计的辅助电源能够根据输入电压和输出负载的大小来动态调整占空比使输出稳定，同时还应充分考虑其稳定性、散热等因素。附图说明图1为第一路辅助电源原理图；图2为第二路辅助电源原理图。具体实施方式综上对第一路辅助电源的功能描述与分析，并结合系统实际工作情况，现确定第一路辅助电源模块应能够满足以下性能指标：1)具有较宽的输入电压调整范围：120V-360VDC；2)在输入电压及输出功率变化时，系统能够快速、准确的调整占空比，使输出稳定为：+(5±0.3)V，5W；+(15±0.5)V，15W和-(15±0.5)V，15W；3)较高的输出电压精度及较低的输出电压、电流纹波；4)在兼顾散热、抗震等环境因素影响的同时确保电路能够长时间稳定运行。(1)电路原理分析由于输出功率较小，故在本课题中第一路辅助电源的拓扑选用反激结构，同时出于对电源性能要求及经济问题的考虑，控制芯片选用Onsemi公司出品的电源控制芯片UC3842，其原理如图1所示。从图中可看出该辅助电源主要可分为以下两个组成部分：主电路、反馈控制电路。其工作原理如下：①主电路采用反激直直变换器作为拓扑结构，由输入吸收电路、高频变压部分、输出稳压滤波电路组成，当开关管P1_Q导通时，理想情况下输入电压全部加在高频变压器的原边绕组N1上，此时副边绕组同名端“●”为正，二极管P1_D1001-P1_D1003均反向截止，高频变压器当做电感运行，负载供电由输出电容提供；当P1_Q截止时，由于电感能量不能产生突变，高频变压器各个电感线圈感应电动势反偏，同名端“●”为负，使得副边绕组二极管导通，电感中储存的磁能转为电能向输出电容充电和向负载放电向。同时在高频变压器原边绕组N1两端，加上了由二极管P1_D2、稳压管P1_D2_、电阻P1_R3、P1_R3*、电容P3_C3组成的原边吸收电路，在开关管P1_Q截止时充当原边绕组的续流回路并可将开关管P1_Q的漏极电压钳在一定范围内，确保电路的稳定工作。②反馈控制电路主要是由三端可调分流基准源TL431、光耦2501和控制芯片UC3842构成的，电路中UC3842的4脚外接RC震荡回路能够产生所需固定频率的三角波，该三角波的频率即为辅助电源的开关频率；反馈路的输出电压通过反馈回路将采样值送到控制芯片UC3842的2脚，同时也将基准电压送到了UC3842的8脚；此时通过UC3842芯片内部的比较器即可产生驱动原边绕组开关管P1_Q所需的驱动信号，通过调整该驱动信号占空比的大小即可控制P1_Q的导通时间，实现对其输出电压的稳定控制。(2)变压器参数设计出于对辅助电源效率、稳定性等综合考虑，现选定其开关频率为f＝100kHZ，最大占空比为Dmax＝0.46。1)磁芯选取本课题中辅助电源模块的磁芯选用高频铁氧体材料R2KBD，其饱和磁通密度Bs＝5100Gs，同时取其最大工作磁通密度Bm＝Bs/3＝1700Gs，则B＝Bm/(1+K)＝1417Gs，ΔB＝2KB＝2KB/(1+K)＝567Gs(其中K＝0.2)。磁芯结构初选EI33，下面验证所选磁芯是否能满足要求，首先根据设计要求计算SQ值，公式如下：SQ=2PoTonηΔBKCKuJ×108---(3.1)]]>其中：Po＝ΣPok＝5+15+15＝35(W)(3.2)Ton=Dmaxf=0.46100×103=4.6(μS)---(3.3)]]>对于所选铁氧体磁芯而言，有铁的填充系数KC＝1，铜的填充系数Ku＝0.3，电流密度取J＝500A/cm2，电源效率取η＝0.8，则由式3.1即可得出SQ＝0.473(cm4)。同时，对于EI33磁芯来说，其有效截面积S'＝Ae＝118(mm2)，窗口面积Q'＝133.7(mm2)，可得：S'Q'＝118×133.7＝1.58(cm4)(3.4)则有：SQ＝0.473(cm4)≤S'Q'＝1.58(cm4)(3.5)可见选用EI33磁芯满足所需设计要求。2)原边电感的确定为了保证电路工作在连续状态，原边电感量必须大于一最小值Lmin：Lmin=η×Uinmin2·Ton2Pomin&CenterDot本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离网逆变器辅助电源装置，其特征在于，包括第一路辅助电源和第二路辅助电源，第一路辅助电源和第二路辅助电源电路结构相同，其中第一路辅助电源包括主电路、反馈控制电路，主电路采用反激直直变换器作为拓扑结构，由输入吸收电路、高频变压部分、输出稳压滤波电路组成，当开关管P1_Q导通时，输入电压全部加在高频变压器的原边绕组N1上，此时副边绕组同名端“●”为正，二极管P1_D1001‑P1_D1003均反向截止，高频变压器当做电感运行，负载供电由输出电容提供；当P1_Q截止时，由于电感能量不能产生突变，高频变压器各个电感线圈感应电动势反偏，同名端“●”为负，使得副边绕组二极管导通，电感中储存的磁能转为电能向输出电容充电和向负载放电向；同时在高频变压器原边绕组N1两端，加上了由二极管P1_D2、稳压管P1_D2_、电阻P1_R3、P1_R3*、电容P3_C3组成的原边吸收电路，在开关管P1_Q截止时充当原边绕组的续流回路并可将开关管P1_Q的漏极电压钳在一定范围内，确保电路的稳定工作；反馈控制电路由三端可调分流基准源TL431、光耦2501和控制芯片UC3842构成的，电路中UC3842的4脚外接RC震荡回路能够产生所需固定频率的三角波，该三角波的频率即为辅助电源的开关频率；反馈路的输出电压通过反馈回路将采样值送到控制芯片UC3842的2脚，同时也将基准电压送到了UC3842的8脚；此时通过UC3842芯片内部的比较器即可产生驱动原边绕组开关管P1_Q所需的驱动信号，通过调整该驱动信号占空比的大小即可控制P1_Q的导通时间，实现对其输出电压的稳定控制。...

【技术特征摘要】
1.一种离网逆变器辅助电源装置，其特征在于，包括第一路辅助电源和第二路
辅助电源，第一路辅助电源和第二路辅助电源电路结构相同，其中第一路辅
助电源包括主电路、反馈控制电路，主电路采用反激直直变换器作为拓扑结
构，由输入吸收电路、高频变压部分、输出稳压滤波电路组成，当开关管P1_Q
导通时，输入电压全部加在高频变压器的原边绕组N1上，此时副边绕组同名
端“●”为正，二极管P1_D1001-P1_D1003均反向截止，高频变压器当做电
感运行，负载供电由输出电容提供；当P1_Q截止时，由于电感能量不能产生
突变，高频变压器各个电感线圈感应电动势反偏，同名端“●”为负，使得
副边绕组二极管导通，电感中储存的磁能转为电能向输出电容充电和向负载
放电向；同时在高频变压器原边绕组N1两端，加上了由二极管P1_D...

【专利技术属性】
技术研发人员：高显扬，吕华平，
申请(专利权)人：江苏绿扬电子仪器集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32