供电系统技术方案

本公开涉及一种供电系统，所述系统包括：电流源功率因数变换器PFC，电连接于外部电源，用于接收外部电源的电能，并根据所需功率输出变换电流及变换电压；可调增益转换器，电连接于电流源PFC及负载，用于接收负载的负载电压，并利用负载电压调整可调增益转换器的增益，以利用变换电压及增益输出供电电压，以及利用变换电流及所述增益输出供电电流；反馈控制器，电连接于所述负载及所述电流源PFC，用于接收流过负载的负载电流及目标电流，并根据负载电流及所述目标电流调整所述变换电流。通过以上系统，本公开可以对变换电流进行控制，可以使变换电压被钳制在设定的范围内，使得供电系统可以以恒定功率在宽的输出电压范围内高效率地工作。

【技术实现步骤摘要】
供电系统
本公开涉及电源
，尤其涉及一种供电系统。
技术介绍
众所周知，随着新能源的发展和应用，电池充电技术成为制约新能源发展的关键要素，电动汽车(EV)是最重要的新能源应用之一，不同的EV配备不同的容量和电压的电池。EV的电池组具有不同的电压水平，例如，小型乘用车通常使用低压电池组，而公共汽车通常使用高压电池组。电池电压可以在深度放电状态到完全充电状态的宽范围之间摆动(例如，电压范围可以从330V到750V)。为了减少充电设备的电池充电时间，充电站的充电设备需要在全电压范围内以恒定功率模式工作，如果必须满足要求，充电设备可能变得非常昂贵和笨重。在相关技术中，大多数使用的PFC拓扑是维也纳三相升压转换器，DC/DC级是LLC和相移转换器。且PFC和DC/DC级是独立控制，这种控制需要大型直流电容器，并且不能在系统级别上获得所有优势。此外，在低电压输出时DC/DC级必须在非常低的占空比下工作，或者大幅度提高LLC转换器的开关频率。这些方法使低压输出时的功耗增加。为解决这问题，一些方案使用高功率继电器来机械地切换绕组连接以适应宽输出电压范围，但显然它增加了成本并占据了大量空间。因此，急需提出一种新的技术方案，能在拓扑和系统的层面，实现宽电压范围的恒定功率高效率的功率转换。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出了一种供电系统，所述系统包括：电流源功率因数变换器PFC，电连接于外部电源，用于接收所述外部电源的电能，并根据所需功率输出变换电流及变换电压；可调增益转换器，电连接于所述电流源PFC及负载，用于接收所述负载的负载电压，并利用所述负载电压调整所述可调增益转换器的增益，以利用所述变换电压及所述增益输出供电电压，以及利用所述变换电流及所述增益输出供电电流；反馈控制器，电连接于所述负载及所述电流源PFC，用于接收流过负载的负载电流及目标电流，并根据所述负载电流及所述目标电流调整所述变换电流。在一种可能的实施方式中，所述可调增益转换器包括第一全桥电路、第二全桥电路、第一次级电路及第二次级电路，所述第一全桥电路串联连接于所述第二全桥电路，所述第一次级电路耦接于所述第一全桥电路，所述第二次级电路耦接于所述第二全桥电路，所述可调增益转换器的增益是通过改变所述第一全桥电路和第二全桥电路之间的相移来调整的。在一种可能的实施方式中，所述第一全桥电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管及第一初级绕组，所述第一晶体管的第一端电连接于所述电流源PFC的一输出端及所述第三晶体管的第一端，所述第一晶体管的第二端电连接于所述第二晶体管的第一端及所述第一初级绕组的第一端，所述第三晶体管的第二端电连接于所述第四晶体管的第一端及所述第一初级绕组的第二端，所述第二晶体管的第二端电连接于所述第四晶体管的第二端。在一种可能的实施方式中，所述第二全桥电路包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管及第二初级绕组，所述第五晶体管的第一端电连接于所述第七晶体管的第一端，所述第五晶体管的第二端电连接于所述第六晶体管的第一端及所述第二初级绕组的第一端，所述第二初级绕组的第二端电连接于所述第七晶体管的第二端及所述第八晶体管的第一端，所述第六晶体管的第二端电连接于所述电流源PFC的另一输出端及所述第八晶体管的第二端。在一种可能的实施方式中，所述第一次级电路包括第一整流电路和第二整流电路，所述第二次级电路包括第三整流电路及第四整流电路，其中：所述第一整流电路用于所述第一全桥电路的正半波整流；所述第二整流电路用于所述第一全桥电路的负半波整流；所述第三整流电路用于所述第二全桥电路的正半波整流；所述第四整流电路用于所述第二全桥电路的负半波整流。在一种可能的实施方式中，所述第一次级电路包括第一次级绕组、第一二极管、第二二极管，所述第二次级电路包括第二次级绕组、第三二极管、第四二极管，所述第一次级电路及所述第二次级电路都包括第五二极管和第六二极管，所述第一整流电路包括所述第一二极管及所述第五二极管，所述第二整流电路包括所述第二二极管及所述第六二极管，所述第三整流电路包括所述第三二极管及所述第五二极管，所述第四整流电路包括所述第四二极管及所述第六二极管，其中：所述第一次级绕组的第一端电连接于所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阴极，所述第一二极管的阴极电连接于所述第三二极管的阴极及第五二极管的阴极；所述第三二极管的阳极电连接于所述第二次级绕组的第一端及所述第四二极管的阴极；所述第二次级绕组的第二端电连接于所述第一次级绕组的第二端、第五二极管的阳极及第六二极管的阴极，所述第四二极管的阳极电连接于所述第二二极管的阳极及第六二极管的阳极。在一种可能的实施方式中，所述第一整流电路及所述第三整流电路被配置为两个交错的功率整流器，和/或所述第二整流电路及所述第四整流电路被配置为两个交错的功率整流器。在一种可能的实施方式中，所述第一次级电路和第二次级电路还共同包括第一电感及第二电感，其中：所述第一电感的第一端电连接于所述第一二极管的阴极、所述第三二极管的阴极及所述第五二极管的阴极，所述第二电感的第一端电连接于所述第六二极管的阳极、所述第二二极管的阳极及所述第四二极管的阳极；所述第一电感的第二端及所述第二电感的第二端用于输出所述供电电压及供电电流。在一种可能的实施方式中，所述可调增益转换器还包括第一电容、第二电容，所述第一电容的第一端电连接于所述第一电感的第二端，所述第一电容的第二端电连接于所述第二电容的第一端、所述第一次级绕组的第二端及所述第二次级绕组的第二端；所述第二电容的第二端电连接于所述第二电感的第二端。在一种可能的实施方式中，在所述第一全桥电路和/或所述第二全桥电路的占空比小于或等于50％时，通过调整所述第一全桥电路和所述第二全桥电路的相移或通过脉冲宽度调制PWM来调整所述增益。在一种可能的实施方式中，在所述第一全桥电路和/或所述第二全桥电路的占空比等于50％时，通过调整所述第一全桥电路和所述第二全桥电路之间的相移来调整所述增益。在一种可能的实施方式中，所述通过调整所述第一全桥电路和所述第二全桥电路之间的相移来调整所述增益，包括：通过如下公式确定所述相移：β＝180°*((Vo-V1)/(V2-V1))，其中，β表示所述相移的大小，Vo表示所述负载电压，V1表示所述负载电压的最小值，V2表示所述负载电压的最大值。在一种可能的实施方式中，所述可调增益转换器还包括：第三电容及第四电容，所述第三电容的第一端电连接于所述电流源PFC的一端，所述第三电容的第二端电连接于所述第四电容的第一端及第一全桥电路和第二全桥电路的连接点，所述第四电容的第二端电连接于所述电流源PFC的另一端。在一种可能的实施方式中，所述反馈控制器包括运算放大器及电流环路补偿器，所述运算放大器的第一端用于接收所述负载电流，所述运算放大器的第二端用于接收所述目标电流；所述电流环路补偿器电连接于所述运算放大器的第一端和输出端，用于根据所述运算放大器输出的所述负载电流及所述目标电流的比较结果对所述电流源PFC输出的所述变换电流进行调整以调节所述供电电流。根据本公开的另一方面，提出了一种充电设备，所述充电设备包括所述的供电系统。本公开通过移相控制，实现可调增益转换器两个开环变换器输出的串联和并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供电系统，其特征在于，所述系统包括：电流源功率因数变换器PFC，电连接于外部电源，用于接收所述外部电源的电能，并根据所需功率输出变换电流及变换电压；可调增益转换器，电连接于所述电流源PFC及负载，用于接收所述负载的负载电压，并利用所述负载电压调整所述可调增益转换器的增益，以利用所述变换电压及所述增益输出供电电压，以及利用所述变换电流及所述增益输出供电电流；反馈控制器，电连接于所述负载及所述电流源PFC，用于接收流过负载的负载电流及目标电流，并根据所述负载电流及所述目标电流调整所述变换电流。

【技术特征摘要】
2019.01.08 US 62/789,7501.一种供电系统，其特征在于，所述系统包括：电流源功率因数变换器PFC，电连接于外部电源，用于接收所述外部电源的电能，并根据所需功率输出变换电流及变换电压；可调增益转换器，电连接于所述电流源PFC及负载，用于接收所述负载的负载电压，并利用所述负载电压调整所述可调增益转换器的增益，以利用所述变换电压及所述增益输出供电电压，以及利用所述变换电流及所述增益输出供电电流；反馈控制器，电连接于所述负载及所述电流源PFC，用于接收流过负载的负载电流及目标电流，并根据所述负载电流及所述目标电流调整所述变换电流。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可调增益转换器包括第一全桥电路、第二全桥电路、第一次级电路及第二次级电路，所述第一全桥电路串联连接于所述第二全桥电路，所述第一次级电路耦接于所述第一全桥电路，所述第二次级电路耦接于所述第二全桥电路，所述可调增益转换器的增益是通过改变所述第一全桥电路和第二全桥电路之间的相移来调整的。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一全桥电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管及第一初级绕组，所述第一晶体管的第一端电连接于所述电流源PFC的一输出端及所述第三晶体管的第一端，所述第一晶体管的第二端电连接于所述第二晶体管的第一端及所述第一初级绕组的第一端，所述第三晶体管的第二端电连接于所述第四晶体管的第一端及所述第一初级绕组的第二端，所述第二晶体管的第二端电连接于所述第四晶体管的第二端。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二全桥电路包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管及第二初级绕组，所述第五晶体管的第一端电连接于所述第七晶体管的第一端，所述第五晶体管的第二端电连接于所述第六晶体管的第一端及所述第二初级绕组的第一端，所述第二初级绕组的第二端电连接于所述第七晶体管的第二端及所述第八晶体管的第一端，所述第六晶体管的第二端电连接于所述电流源PFC的另一输出端及所述第八晶体管的第二端。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一次级电路包括第一整流电路和第二整流电路，所述第二次级电路包括第三整流电路及第四整流电路，其中：所述第一整流电路用于所述第一全桥电路的正半波整流；所述第二整流电路用于所述第一全桥电路的负半波整流；所述第三整流电路用于所述第二全桥电路的正半波整流；所述第四整流电路用于所述第二全桥电路的负半波整流。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一次级电路包括第一次级绕组、第一二极管、第二二极管，所述第二次级电路包括第二次级绕组、第三二极管、第四二极管，所述第一次级电路及所述第二次级电路都包括第五二极管和第六二极管，所述第一整流电路包括所述第一二极管及所述第五二极管，所述第二整流电路包括所述第二二极管及所述第六二极管，所述第三整流电路包括所述第三二极管及所述第五二极管，所述第四整流电路包括所述第四二极管及所述第六二极管，其中：所述第一次级绕组的第一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶忠，
申请(专利权)人：上海瞻芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31