一种降低两级电源功率管损耗的调节电路及其调节方法技术

本发明专利技术公开了一种降低两级电源功率管损耗的调节电路及其调节方法，调节电路包括整流模块、斩波模块、整流控制器以及斩波控制器，所述整流模块包括第一软启单元、隔离单元、逆变单元以及AC/DC变换单元，所述斩波模块包括DC‑Link单元、DC/DC变换单元、滤波单元以及第二软启单元，所述第一软启单元、隔离单元、逆变单元、AC/DC变换单元、DC‑Link单元、DC/DC变换单元、滤波单元以及第二软启单元顺次连接，所述整流控制器与所述AC/DC变换单元连接，所述斩波控制器与所述DC/DC变换单元连接，所述整流控制器与斩波控制器通讯连接；本发明专利技术的优点在于：降低两级电源输出电压与母线电压之间的差值，降低功率管开关损耗。

A regulating circuit and its regulating method for reducing the loss of two-stage power tube

【技术实现步骤摘要】
一种降低两级电源功率管损耗的调节电路及其调节方法
本专利技术涉及两级架构设计直流电源领域，更具体涉及一种降低两级电源功率管损耗的调节电路及其调节方法。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，对电源与电子负载提出的技术要求越来越高，功率大，电压范围宽是行业发展的特点。而直流电源的应用领域广泛，比如新能源光伏发电、新能源汽车控制器、充电桩、燃料电池发电控制器、医疗器械仪器等。为了适应不同类型的负载测试需求，直流电源输出电压范围需做的足够宽，涵盖市面上大部分负载电压范围。这在行业发展中起到了关键的作用，不仅为直流负载的测试工作提供了必要的支持，还为企业的产品先进性提供了保证。宽电压范围的直流电源固然是具备更强的测试能力，但不可避免的问题就是，电压范围跨度越大，设计难度也就越大。对于器件选型的要求也就越高。特别是作为电源能量转换的核心单元，IGBT的应用已经非常成熟，目前市场上IGBT模块主要分为600V，1200V，1700V以及高压型模块。应用最为广泛的是1200V和1700V两种类型，分别使用在800V电源系统，和1200V电源系统中。当电源低压输出时，输出电压与母线电压之间的差值越大，IGBT开关损耗就越大，对散热器的承载能力要求越高，在一定程度上限制了电源的功率设计，因此设计一款降低两级电源功率管损耗的电路十分必要。中国专利公开号CN103636110A，公开了一种用于降低电源电路中功率损耗的系统，包括：变压器和控制器；所述变压器包括：芯；第一绕组，所述第一绕组包括缠绕在所述芯上的第一导线的第一端和第二端；第二绕组，所述第二绕组包括第二导线的第一端和第二端，其中，所述第二导线的截面大于所述第一导线，并且所述第一导线的第二端连接到所述第二导线的第一端；输入端，所述输入端将所述第一绕组和所述第二绕组电连接到所述电源电路；以及输出端，所述输出端用于连接到负载；以及，所述控制器连接到所述变压器，用于对所述输出端处的输出电压进行控制，其中，所述输出电压低于所述输入端处的电源电压，以降低所述负载的功率损耗。虽然该专利技术同样是降低电源电路的功率损耗，但是其主要是降低负载的功率损耗，不能解决输出电压与母线电压之间的差值大，导致功率管开关损耗就大的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于如何提供一种能够解决两级电源输出电压与母线电压之间的差值大，功率管开关损耗大的问题的调节电路及其调节方法。本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种降低两级电源功率管损耗的调节电路，包括整流模块、斩波模块、整流控制器以及斩波控制器，所述整流模块包括第一软启单元、隔离单元、逆变单元以及AC/DC变换单元，所述斩波模块包括DC-Link单元、DC/DC变换单元、滤波单元以及第二软启单元，所述第一软启单元、隔离单元、逆变单元、AC/DC变换单元、DC-Link单元、DC/DC变换单元、滤波单元以及第二软启单元顺次连接，所述整流控制器与所述AC/DC变换单元连接，所述斩波控制器与所述DC/DC变换单元连接，所述整流控制器与斩波控制器通讯连接。整流控制器与所述AC/DC变换单元连接，对整流模块进行控制，斩波控制器与所述DC/DC变换单元连接，对斩波模块进行控制，整流控制器与斩波控制器通讯连接，进行整流模块和斩波模块之间的协调控制。电源启动后，斩波控制器设定直流侧电压输出端的指令电压值，斩波模块运行结束后，实时获得直流侧输出电压作为输出电压反馈，经过调节，消除直流侧输出电压与指令电压值之间的差值，同时，以直流侧输出电压加上预设差值作为母线电压指令值，发送至整流模块，整流模块再进行调节，消除实际采样的母线电压值与母线电压指令值之间的差值，将母线电压值稳定，使得母线电压值始终与直流侧输出电压保持预设的差值，使得母线电压值始终在需求的最小值，通过降低预设的差值，可以降低功率管损耗。优选的，所述第一软启单元包括电流互感器CT1、电流互感器CT2、电流互感器CT3、断路器QF1、软起接触器KM1、主接触器KM2、电阻R1、电阻R2以及电阻R3，所述电流互感器CT1的一端与三相交流电的A相连接，电流互感器CT2的一端与三相交流电的B相连接，电流互感器CT3的一端与三相交流电的C相连接，所述断路器QF1为3P断路器，所述电流互感器CT1的另一端接断路器QF1的第一端，电流互感器CT2的另一端接断路器QF1的第二端，电流互感器CT3的另一端接断路器QF1的第三端，断路器QF1的第四端、第五端以及第六端分别接主接触器KM2的第一端、第二端以及第三端，软起接触器KM1的第一端、第二端以及第三端分别接断路器QF1的第四端、第五端以及第六端，软起接触器KM1的第四端、第五端以及第六端分别接电阻R3的一端、电阻R2的一端以及电阻R1的一端，电阻R3的另一端、电阻R2的另一端以及电阻R1的另一端分别接主接触器KM2的第六端、第五端以及第四端。优选的，所述隔离单元包括电容组C1和变压器T1，所述电容组C1包括三个电容，三个电容的一端均连接在一起并接地，三个电容的另一端分别接主接触器KM2的第四端、第五端以及第六端，所述变压器T1的第一引脚、第二引脚以及第三引脚分别接主接触器KM2的第四端、第五端以及第六端，变压器T1的第七引脚悬空。优选的，所述逆变单元包括电流传感器LEM1、电流传感器LEM2以及电流传感器LEM3，电流传感器LEM1的一端、电流传感器LEM2的一端以及电流传感器LEM3的一端分别接变压器T1的第四引脚、第五引脚以及第六引脚。优选的，所述AC/DC变换单元包括顺序编号的晶体管Q1至晶体管Q6，晶体管Q1的漏极接晶体管Q2的源极，晶体管Q3的漏极接晶体管Q4的源极，晶体管Q6的漏极接晶体管Q5的源极，晶体管Q2的漏极、晶体管Q4的漏极以及晶体管Q5的漏极连接到一起，晶体管Q1的源极、晶体管Q3的源极以及晶体管Q6的源极连接到一起，电流传感器LEM1的另一端接到所述晶体管Q1的源极，电流传感器LEM2的另一端接到晶体管Q4的源极以及电流传感器LEM3的另一端接到晶体管Q5的源极，顺序编号的晶体管Q1至晶体管Q6的栅极接整流控制器，整流控制器驱动晶体管Q1至晶体管Q6。优选的，所述DC-Link单元包括电容C2、电流传感器LEM4、电阻R4以及电容C3，所述电容C2的一端接晶体管Q5的漏极，电容C2的另一端接晶体管Q6的源极，电流传感器LEM4的一端接电容C2的一端，电流传感器LEM4的另一端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接电容C2的另一端；电容C3的一端接电阻R4的一端，电容C3的另一端接电阻R4的另一端。优选的，所述DC/DC变换单元包括顺序编号的晶体管Q7至晶体管Q10，所述晶体管Q7的源极接所述晶体管Q10的源极，所述晶体管Q9的源极接晶体管Q8的漏极，所述晶体管Q7的漏极与晶体管Q9的漏极连接到一起并接到电容C3的一端，所述晶体管Q10的漏极与所述晶体管Q8的源极接到一起并接到所述电容C3的另一端；顺序编号的晶体管Q7至晶体管Q10的栅极接斩波控制器，所述斩波控制器驱动晶体管Q本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低两级电源功率管损耗的调节电路，其特征在于，包括整流模块、斩波模块、整流控制器以及斩波控制器，所述整流模块包括第一软启单元、隔离单元、逆变单元以及AC/DC变换单元，所述斩波模块包括DC-Link单元、DC/DC变换单元、滤波单元以及第二软启单元，所述第一软启单元、隔离单元、逆变单元、AC/DC变换单元、DC-Link单元、DC/DC变换单元、滤波单元以及第二软启单元顺次连接，所述整流控制器与所述AC/DC变换单元连接，所述斩波控制器与所述DC/DC变换单元连接，所述整流控制器与斩波控制器通讯连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低两级电源功率管损耗的调节电路，其特征在于，包括整流模块、斩波模块、整流控制器以及斩波控制器，所述整流模块包括第一软启单元、隔离单元、逆变单元以及AC/DC变换单元，所述斩波模块包括DC-Link单元、DC/DC变换单元、滤波单元以及第二软启单元，所述第一软启单元、隔离单元、逆变单元、AC/DC变换单元、DC-Link单元、DC/DC变换单元、滤波单元以及第二软启单元顺次连接，所述整流控制器与所述AC/DC变换单元连接，所述斩波控制器与所述DC/DC变换单元连接，所述整流控制器与斩波控制器通讯连接。


2.根据权利要求1所述的一种降低两级电源功率管损耗的调节电路，其特征在于，所述第一软启单元包括电流互感器CT1、电流互感器CT2、电流互感器CT3、断路器QF1、软起接触器KM1、主接触器KM2、电阻R1、电阻R2以及电阻R3，所述电流互感器CT1的一端与三相交流电的A相连接，电流互感器CT2的一端与三相交流电的B相连接，电流互感器CT3的一端与三相交流电的C相连接，所述断路器QF1为3P断路器，所述电流互感器CT1的另一端接断路器QF1的第一端，电流互感器CT2的另一端接断路器QF1的第二端，电流互感器CT3的另一端接断路器QF1的第三端，断路器QF1的第四端、第五端以及第六端分别接主接触器KM2的第一端、第二端以及第三端，软起接触器KM1的第一端、第二端以及第三端分别接断路器QF1的第四端、第五端以及第六端，软起接触器KM1的第四端、第五端以及第六端分别接电阻R3的一端、电阻R2的一端以及电阻R1的一端，电阻R3的另一端、电阻R2的另一端以及电阻R1的另一端分别接主接触器KM2的第六端、第五端以及第四端。


3.根据权利要求2所述的一种降低两级电源功率管损耗的调节电路，其特征在于，所述隔离单元包括电容组C1和变压器T1，所述电容组C1包括三个电容，三个电容的一端均连接在一起并接地，三个电容的另一端分别接主接触器KM2的第四端、第五端以及第六端，所述变压器T1的第一引脚、第二引脚以及第三引脚分别接主接触器KM2的第四端、第五端以及第六端，变压器T1的第七引脚悬空。


4.根据权利要求3所述的一种降低两级电源功率管损耗的调节电路，其特征在于，所述逆变单元包括电流传感器LEM1、电流传感器LEM2以及电流传感器LEM3，电流传感器LEM1的一端、电流传感器LEM2的一端以及电流传感器LEM3的一端分别接变压器T1的第四引脚、第五引脚以及第六引脚。


5.根据权利要求4所述的一种降低两级电源功率管损耗的调节电路，其特征在于，所述AC/DC变换单元包括顺序编号的晶体管Q1至晶体管Q6，晶体管Q1的漏极接晶体管Q2的源极，晶体管Q3的漏极接晶体管Q4的源极，晶体管Q6的漏极接晶体管Q5的源极，晶体管Q2的漏极、晶体管Q4的漏极以及晶体管Q5的漏极连接到一起，晶体管Q1的源极、晶体管Q3的源极以及晶体管Q6的源极连接到一起，电流传感器LEM1的另一端接到所述晶体管Q1的源极，电流传感器LEM2的另一端接到晶体管Q4的源极以及电流传感器LEM3的另一端接到晶体管Q5的源极，顺序编号的晶体管Q1至晶体管Q6的栅极接整流控制器，整流控制器驱动晶体管Q1至晶体管Q6。


6.根据权利要求5所述的一种降低两级电源功率管损耗的调节电路，其特征在于，所述DC-Link单元包括电容C2、电流传感器LEM4、电阻R4以及电容C3，所述电容C2的一端接晶体管Q5的漏极，电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴磊，周玉柱，彭凯，唐德平，
申请(专利权)人：合肥科威尔电源系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34