可编程直流电源的多级斩波电路拓扑结构及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种可编程直流电源的多级斩波电路拓扑结构及其控制方法，包括依次连接的输入交流滤波电路、二极管整流电路、功率因数校正电路、全桥斩波电路、高频变压器及输出二极管整流电路、输出级BUCK电路和输出滤波电路。采用功率因数校正电路，控制输入交流侧的交流电流，提高了系统功率因数，减少电源对电网的谐波污染；采用高频全桥斩波电路，较高的开关频率可减小高频变压器的体积；输出直流侧采用输出级BUCK电路，控制输出电压和电流，控制方案简单可靠；采用多级斩波技术，可提高电源对输出电压纹波、功率因数及电源模块功率密度的要求；有并联共享端控制，可将多个电源并联使用，电源功率可成倍提高。电源功率可成倍提高。电源功率可成倍提高。

【技术实现步骤摘要】
可编程直流电源的多级斩波电路拓扑结构及其控制方法


[0001]本专利技术电力电子应用
，具体的说是一种可编程直流电源的多级斩波电路拓扑结构及其控制方法。

技术介绍

[0002]可编程直流电源是一种可应用于航天、国防、教育以及医疗等多个行业的电力电子产品，相比于传统开关电源，可编程直流电源的输出电压和电流是可以在其功率范围内连续调节的，通常经电源自带按键旋钮本地调节，或经模拟/数字通讯接口远程调节。目前市场上的可编程直流电源多采用传统二极管整流+全桥高频谐振软开关+高频变压器输出二极管整流的电路拓扑方法，此拓扑方法存在以下几个问题：1）前级采用二极管整流，输入交流电流不可控，高频电力电子开关电路产生的谐波会注入电网，对电网产生污染，电磁兼容问题较为严重；2）采用对全桥斩波电路进行脉宽调制控制，再经过高频变压器和二极管整流，从而实现对输出电压和电流的控制，其中大多涉及到谐振软开关技术，控制方法复杂。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种可编程直流电源的多级斩波电路拓扑结构及其控制方法，以解决现有技术中存在的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可编程直流电源的多级斩波电路拓扑结构，其特征在于：包括依次连接的输入交流滤波电路、输入二极管整流电路、功率因数校正电路、全桥斩波电路、高频变压器及输出二极管整流电路、输出级BUCK电路和输出滤波电路；电源输入采用380V单相交流电压；单相交流电压输入到输入交流滤波电路，交流电压信号被滤波后进入二极管整流电路，二极管整流电路将交流电压信号整流成脉动的直流电压信号后传输给功率因数校正电路，功率因数校正电路对脉动的直流电压信号做功率因数校正及直流母线电压的控制，然后传输给全桥斩波电路，脉动的直流电压信号经全桥斩波电路斩波后得到交流脉动电压信号，交流脉动电压信号被传输到高频变压器及输出二极管整流电路，经变压器隔离变换后的交流脉动电压信号传输到二极管整流电路，二极管整流电路将交流脉动电压信号变换成直流电压信号，直流电压信号再被传输到输出级BUCK电路，输出级BUCK电路将直流电压信号斩波为给定的电压信号后传输到输出滤波电路，最终输出滤波电路输出编程给定的电压信号。2.根据权利要求1所述的一种可编程直流电源的多级斩波电路拓扑结构，其特征在于：所述输入交流滤波电路包括压敏电阻、X电容、Y电容、电解电容、共模电感和放电电阻，压敏电阻R25并联在交流输入侧，软起开关K1和软起电阻R47并联后串接在输入正向回路中，电容C39、电容C34、电容C55、电容C83为X电容，并接在输入交流LN两相之间，用来消除差模干扰，电容C5、电容C35为Y电容，接在输入线和地之间，用来消除共模干扰，电感L3和电感L13是共模电感，电阻R8为放电电阻，并接在输入二极管整流电路前端，用来在可编程电源断电后给前端电容放电。3.根据权利要求1所述的一种可编程直流电源的多级斩波电路拓扑结构，其特征在于：所述二极管整流电路采用二极管V11、二极管V12、二极管V13、二极管V14串并接组成的单相全桥整流电路，电感L7为整流电抗器，和并接在整流输出端的电容C29组成LC滤波网络，将整流输出的脉动电压信号滤成平直的直流电压信号。4.根据权利要求1所述的一种可编程直流电源的多级斩波电路拓扑结构，其特征在于：所述功率因数校正电路采用升压斩波电路，该电路包含升压电感L7、升压二极管V33、保护二极管V6、高频开关管V15、高平开关管V35、储能电容组Cz1和检测电阻R13，高频开关管V15、高平开关管V35采用两个MOSFET管并联，保护二极管V6并接在升压电感L7和升压二极管V33两端；储能电容组Cz1为电解电容组，并联在功率因数校正电路输出端，用于储能和滤波；检测电阻R13为高精度电阻，串接在功率因数校正电路的输出侧，用来采样功率因数校正电路的电流。5.根据权利要求1所述的一种可编程直流电源的多级斩波电路拓扑结构，其特征在于：所述全桥斩波电路为四只MOSFET管V16、MOSFET管V17、MOSFET管V30和MOSFET管V31串并接组成的全桥电路，四只MOSFET管的驱动脉冲来自核心控制器的PWM脉冲模块，其中MOSFET管V16、MOSFET管V31共用一个PWM脉冲，MOSFET管V17和MOSFET管V30的脉冲是跟MOSFET管V16和MOSFET管V31的脉冲相差180
°
的PWM脉冲；全桥斩波电路将功率因数校正电路的输出直流电压变为频率125kHz，占空比50%的交流脉动电压。6.根据权利要求1所述的一种可编程直流电源的多级斩波电路拓扑结构，其特征在于：所述高频变压器及输出二极管整流电路包括高频变压器电压变换隔离和整流两部分，高频变压器T2将全桥斩波电路输出的交流脉动电压变换为相应幅值的交流脉动电压，并且将输出电路和输入电路进行电气隔离，串接在变压器原边的电容组Cz2用来平衡变压器伏秒值，
防止变压器偏磁，输出整流电路采用二极管V25、二极管V26、二极管V27和二极管V32串并接成的全桥电路将交流脉动电压变换为直流电压，电容组Cz3用来整流输出滤波。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈改霞，柳恒敏，吴保宁，姚玉玺，孙晓桓，柴正勇，蔺满强，卢军祥，
申请(专利权)人：天水电气传动研究所集团有限公司，
类型：发明
国别省市：