一种BOOST储能电路匹配动态负载变化的电路制造技术

本发明专利技术公开了一种BOOST储能电路匹配动态负载变化的电路，属于低压供电系统与大动态负载供电领域，包括电源系统主电路、补偿电路和脉冲负载电路；电源系统主电路与补偿电路连接，补偿电路与脉冲负载电路连接；所述补偿电路设有BOOST电路和BUCK电路的有源储能模块。本发明专利技术可实现能量高效利用，提升电源系统的效率，减小散热系统压力，达到匹配系统正常供电目的。目的。目的。

【技术实现步骤摘要】
一种BOOST储能电路匹配动态负载变化的电路


[0001]本专利技术涉及低压供电系统与大动态负载供电领域，更为具体的，涉及一种BOOST储能电路匹配动态负载变化的电路。

技术介绍

[0002]在发射机的T/R元数较少的情况下，功率较小，若远小于发电机输出功率，或发射机的收发的工作重频较高(≥5KHz)时，就对发电机影响较小。但在电子工作中，必定会遇到发射机收发的工作重频≤5KHz的情况，而且随着装备发展要求，发射功率会越来越大。当大动态变化达到发电机功率的20％左右时，就会对发电机影响很大，引起发电机震荡，产生调制，影响整个供电系统，产生很严重后果。
[0003]目前较成熟的方案是采用假负载方案，即在接收时，通过附加假负载，抵消负载变化，降低负载动态变化对电源系统的影响。但假负载方案会产生大量热，增加散热成本，增加系统功耗，同时假负载是基本固定的，不能随着负载变化(不同的射频工作频段，其功率变化很大)进行自动补偿，这样可能出现假负载补偿后功率依然变大或变小。由此可见，假负载方案代价很大，效果却有限。
[0004]在一些应用场景中，例如未来战争中无人机和无人车将会大量使用，其目前主要发电系统是DC28V和单相220V/50Hz的发电机。其功率容量一般5KVA～20KVA，而现有发射机负载一般为1KW～12KW，将来对发电机影响很大。由于无人机、无人车等平台性价比和容量因素，都需要解决这个关键的功率匹配问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种BOOST储能电路匹配动态负载变化的电路，可实现能量高效利用，提升电源系统的效率，减小散热系统压力，达到匹配系统正常供电目的等。
[0006]本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
[0007]一种BOOST储能电路匹配动态负载变化的电路，包括电源系统主电路、补偿电路和脉冲负载电路；电源系统主电路与补偿电路连接，补偿电路与脉冲负载电路连接；所述补偿电路设有BOOST电路和BUCK电路的有源储能模块。
[0008]进一步地，所述设有BOOST电路和BUCK电路的有源储能模块还包括系统控制模块、电流检测单元，所述系统控制模块包括BOOST控制单元、BUCK控制单元和电流检测控制单元；所述BOOST控制单元用于控制BOOST电路，所述BUCK控制单元用于控制BUCK电路，所述电流检测控制单元，用于控制电流检测单元；所述电流检测单元用于检测电源系统主电路的电流。
[0009]进一步地，所述BOOST控制单元，用于在电流检测单元检测到动态负载大功耗阶段结束时刻电流时，利用数字控制BOOST电路给储能电容充电，并通过控制BOOST电路开通时间来控制充电斜率，使发电机能够响应功率变化。
[0010]进一步地，所述BUCK控制单元，用于在电流检测单元检测到动态负载处于大功耗阶段过程中时，通过BUCK电路来控制储能电容放电过程。
[0011]进一步地，所述动态负载大功耗阶段为发射机系统的发射T阶段；且当发射机系统的供电系统在发射阵R阶段时，所述BOOST控制单元还用于根据发射、接收功率的差值控制充电电流，让充电的功率逐渐下降；如果接收时间长于设定值，则控制BOOST电路逐渐给储能电容充满电后就停止工作；如果接收时间小于设定值，则控制BOOST电路逐渐给储能电容不能充满电，但不影响其充电、放电的功能，让其起到平缓发电机功率缓慢下降作用。
[0012]进一步地，当所述动态负载处于大功耗阶段为发射机系统的发射T阶段时，且在BUCK电路工作时，所述BUCK控制单元，还用于根据发射、接收功率的给定的增长功率，检测供电系统的电流，如果这个电流减小，将控制BUCK电路放电功率，以使供电系统供电缓慢增加功耗，从而匹配供电系统的供电能力。
[0013]进一步地，包括多个储能电容和多个功率电流限制单元，所述多个储能电容分别与多个设有BOOST电路和BUCK电路的有源储能模块连接，所述多个功率电流限制单元分别与多个设有BOOST电路和BUCK电路的有源储能模块连接；多个设有BOOST电路和BUCK电路的有源储能模块进行并联。
[0014]进一步地，包括功率检测单元，所述功率检测单元根据电流检测单元检测的电流到功率大小。
[0015]本专利技术的有益效果包括：
[0016]本专利技术实施例通过电容与电力电子变换器完成有源储能，以平滑能量，减小发电系统侧的功率脉动，改善电源系统的电压调制问题。相较现有技术，可实现能量高效利用，提升电源系统的效率，减小散热系统压力。
[0017]本专利技术实施例中基于复杂电子装备，在使用无人机、无人车等平台给T/R发射机供电时，减少对DC28V和单相220V/50Hz的发电机(整流为DC270V)等供电系统的电流变化率，达到匹配系统正常供电目的。
[0018]本专利技术实施中有源储能模块进行并联，以适应不同的功率；有源储能模块可以设置自检功能，检测有故障时进行通信报警，同时有源储能模块可以自动退出，不影响原来供电系统工作，也不影响其他模块工作，还可以检测系统的供电状态，实现了更为丰富、灵活的功能，提高了效率。
[0019]本专利技术实施例中利用BOOST升压变换方法等，提升了储能电容有源储能，提高了效率，不仅实现发射、接收功率变化时对发射机的匹配，而且还可与电力电子变换器输出侧相连达到匹配效果。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例中有源储能模块控制框图；
[0022]图2为本专利技术实施例中在28V电源系统场景中的补偿电路结构示意图；
[0023]图3为没有应用本专利技术即无补偿的仿真波形；
[0024]图4为应用本专利技术即补偿后的仿真波形。
具体实施方式
[0025]本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。下面根据附图1～图4，对本专利技术的技术构思、解决的技术问题、工作原理、工作过程和有益效果作进一步详细、充分地说明。
[0026]本专利技术在解决
技术介绍
问题的过程中，还发现了如下技术问题：有源储能模块在有的高压场合采用了BUCK储能方法，但由于输入电压较低，采用这个方法会使储能电容的电压很低。在实际应用中，对于DC28V供电系统，其储能电容只能到16V，由于存储能量与存储电压平方成正比，这样储能很低，只能靠加大电容方法；另外电压低后，电流很大，对于1～2KW系统，电流可到60～120A以上，线路损耗很大；同时这样大的电流，会造成MOS管和续流二极管损耗也很大。
[0027]故在本专利技术的技术构思中，采用了BOOST变换进行储能等来解决上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种BOOST储能电路匹配动态负载变化的电路，其特征在于，包括电源系统主电路、补偿电路和脉冲负载电路；电源系统主电路与补偿电路连接，补偿电路与脉冲负载电路连接；所述补偿电路设有BOOST电路和BUCK电路的有源储能模块。2.根据权利要求1所述的BOOST储能电路匹配动态负载变化的电路，其特征在于，所述设有BOOST电路和BUCK电路的有源储能模块还包括系统控制模块、电流检测单元，所述系统控制模块包括BOOST控制单元、BUCK控制单元和电流检测控制单元；所述BOOST控制单元用于控制BOOST电路，所述BUCK控制单元用于控制BUCK电路，所述电流检测控制单元，用于控制电流检测单元；所述电流检测单元用于检测电源系统主电路的电流。3.根据权利要求2所述的BOOST储能电路匹配动态负载变化的电路，其特征在于，所述BOOST控制单元，用于在电流检测单元检测到动态负载大功耗阶段结束时刻电流时，利用数字控制BOOST电路给储能电容充电，并通过控制BOOST电路开通时间来控制充电斜率，使发电机能够响应功率变化。4.根据权利要求2所述的BOOST储能电路匹配动态负载变化的电路，其特征在于，所述BUCK控制单元，用于在电流检测单元检测到动态负载处于大功耗阶段过程中时，通过BUCK电路来控制储能电容放电过程。5.根据权利要求3所述的BOOST储能电路匹配动态负载变化的电路，其特征在于，所述动态负载大功耗阶段为发...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强斌，王斌，何茹姣，李焱，彭红焘，雷志刚，邓洪，高峰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：