自适应储能电路及其控制方法技术

公开了一种电容储能电路，可用于功率转换器，实现对功率转换器的整流电压的滤波及储能功能。所述电容储能电路包括耦接在功率转换器的输入总线和参考地之间的第一电容和第二电容。通过一系列开关及开关的控制电路，在输入电压较低时，使第一电容和第二电容并联耦接在输入总线和参考地之间，在输入电压较高时，使第一电容和第二电容串联耦接在输入总线和参考地之间，从而可用低耐压和低电容值的电容取代现有技术中高耐压高电容值的电解电容，减小电容的整体尺寸，改善电路的功率密度，降低电路的成本。路的成本。路的成本。

【技术实现步骤摘要】
自适应储能电路及其控制方法


[0001]本专利技术的实施例涉及一种电子电路，更具体地说，尤其涉及一种在功率转换器中采用电容储能的电路。

技术介绍

[0002]现有的AC
‑
DC(交流转直流)功率转换器一般包括三个具有不同功能的部分：输入整流部分、电压储能部分和DC
‑
DC(直流转直流)转换部分。体积较大的电解电容器通常用于实现电压储能功能。但电解电容器通常占据了整个AC
‑
DC功率转换器的30％
‑
40％的体积或空间，这极大地损害了AC
‑
DC功率转换器的功率密度。如今，有多种方法可以用来改善AC
‑
DC功率转换器的功率密度，例如增加开关频率，采用软开关功能等等。然而，若AC
‑
DC功率转换器想要做得尺寸更小，功率密度更高，电解电容器始终是个较大的障碍。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低成本的方式缩减了电解电容器的尺寸，从而改善了AC
‑
DC功率转换器的功率密度。
[0004]根据本专利技术的实施例，提出了一种储能电路，接收并滤波输入总线上的整流电压，并在输入总线上提供输入电压，包括：第一电容，耦接在输入总线和参考地之间；第二电容；以及第二电容控制开关，与第二电容串联耦接在输入总线和参考地之间；其中所述第二电容控制开关基于输入电压和基准电压的比较结果导通或关断，当所述第二电容控制开关导通时，所述第一电容与第二电容并联耦接在输入总线和参考地之间。
[0005]在一个实施例中，前述储能电路还包括：第一电容控制开关，与第一电容串联耦接在输入总线和参考地之间；控制开关，耦接在第一电容与第一电容控制开关的连接点和第二电容与第二电容控制开关的连接点之间；其中当满足下列两个条件时，第一电容与第二电容串联耦接：(1)控制开关导通；(2)第一电容控制开关和第二电容控制开关关断；当满足下列两个条件时，第一电容与第二电容并联耦接：(1)控制开关关断；(2)第一电容控制开关和第二电容控制开关导通。
[0006]根据本专利技术的实施例，还提出了一种功率转换器，包括权利要求1
‑
8任一项所述的储能电路，还包括：DC
‑
DC(直流转直流)转换器，接收所述输入电压，并将所述输入电压转换成所需的电压值。
附图说明
[0007]为了更好的理解本专利技术，将根据以下附图对本专利技术进行详细描述：
[0008]图1示出了现有的AC
‑
DC功率转换器10的电路示意图；
[0009]图2示出了根据本专利技术一实施例的AC
‑
DC功率转换器20的电路结构示意图；
[0010]图3示出了根据本专利技术一实施例的控制电路30的电路结构示意图；
[0011]图4示出了根据本专利技术一实施例的AC
‑
DC功率转换器40的电路结构示意图；以及
[0012]图5示出了根据本专利技术一实施例的控制电路50的电路结构示意图。
具体实施方式
[0013]下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。
[0014]在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。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。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0015]图1示出了现有的AC
‑
DC功率转换器10的电路示意图。如图1所示，AC
‑
DC功率转换器10包括：整流电路101、电解电容器Cin和DC
‑
DC转换器102。整流电路101用于将交流线电压Vac转换成整流电压Vrec。电解电容器Cin用于将整流电压Vrec滤波，得到电压波形相对较平滑的输入电压Vin提供至DC
‑
DC转换器102。DC
‑
DC转换器102将输入电压Vin转换成负载所需的电压水平后提供给负载104。
[0016]在现有的AC
‑
DC功率转换器10中，电解电容Cin的电容值由最小的整流电压和负载104所需的最大的输出功率决定，这使得电解电容Cin不适用于较高整流电压的应用。
[0017]图2示出了根据本专利技术一实施例的AC
‑
DC功率转换器20的电路结构示意图。所述AC
‑
DC功率转换器20包括：整流电路101、储能电路201和DC
‑
DC转换器202。如图2所示，所述储能电路201实现了现有技术中的电解电容的功能。所述储能电路201包括：第一电容C1，耦接在输入总线204和参考地GND之间，其中所述第一电容C1用于滤波整流电压Vrec，在输入总线204上提供输入电压Vin；第一电容控制开关S1，与第一电容C1串联耦接于输入总线204和参考地GND之间；第二电容C2；第二电容控制开关S2，与第二电容C2串联耦接于输入总线204和参考地GND之间；以及控制开关S3，耦接在第一电容C1与第一电容控制开关S1的连接点和第二电容C2与第二电容控制开关S2的连接点之间；其中，所述第一电容C1和第二电容C2在下列条件满足情况下串联耦接在输入总线204和参考地GND之间：(1)控制开关S3导通；并且(2)第一电容控制开关S1和第二电容控制开关S2关断；其中，所述第一电容C1和第二电容C2在下列条件满足情况下并联耦接在输入总线204和参考地GND之间：(1)控制开关S3关断；并且(2)第一电容控制开关S1和第二电容控制开关S2导通。
[0018]在图2实施例中，储能电路201进一步包括：控制电路203，接收输入电压Vin，并且提供第一控制信号GA用于控制第一电容控制开关S1和第二电容控制开关S2，提供第二控制信号GB用于控制控制开关S3。
[0019]图3示出了根据本专利技术一实施例的控制电路30的电路结构示意图。所述控制电路30可用于图2所示的储能电路201以控制开关S1
‑
S3。如图3所示，控制电路30包括：比较器
301，具有第一输入端接收输入电压Vin，第二输入端接收基准电压Vref，输出端输出比较信号Vc；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能电路，接收并滤波输入总线上的整流电压，并在输入总线上提供输入电压，包括：第一电容，耦接在输入总线和参考地之间；第二电容；以及第二电容控制开关，与第二电容串联耦接在输入总线和参考地之间；其中所述第二电容控制开关基于输入电压和基准电压的比较结果导通或关断，当所述第二电容控制开关导通时，所述第一电容与第二电容并联耦接在输入总线和参考地之间。2.如权利要求1所述的储能电路，还包括：第一电容控制开关，与第一电容串联耦接在输入总线和参考地之间；控制开关，耦接在第一电容与第一电容控制开关的连接点和第二电容与第二电容控制开关的连接点之间；其中当满足下列两个条件时，第一电容与第二电容串联耦接：(1)控制开关导通；(2)第一电容控制开关和第二电容控制开关关断；当满足下列两个条件时，第一电容与第二电容并联耦接：(1)控制开关关断；(2)第一电容控制开关和第二电容控制开关导通。3.如权利要求1所述的储能电路，其中，所述第一电容的电容值高于所述第二电容的电容值。4.如权利要求1所述的储能电路，其中，所述第一电容的耐压值低于所述第二电容的耐压值。5.如权利要求1所述的储能电路，还包括控制电路，所述控制电路包括：比较器，接收输入电压和基准电压，基于输入电压和基准电压的比较结果输出比较信号；其中所述比较信号控制第二电容控制开关的通断。6.如权利要求1所述的储能电路，还包括控制电路，所述控制电路包括：迟滞比较器，接收输入电压和基准电压，基于基准电压生成上门限电压和下门限电压，并且基于输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦村，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：