电压转换装置、基站供电系统以及控制方法制造方法及图纸

本申请提供了一种电压转换装置、基站供电系统以及控制方法；控制电路用于在变压电路的输入电压值大于或等于变压电路的输出电压值，且变压电路的第一采样电流值大于或等于第一电流参考值时，关断常通开关管。关断常通开关管。关断常通开关管。

【技术实现步骤摘要】
电压转换装置、基站供电系统以及控制方法


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种电压转换装置、基站供电系统以及控制方法。

技术介绍

[0002]在电力电子
中，供电系统中的变压电路可以将输入端(例如，电源端)提供的输入电压转换为与输出端(例如，负载端)匹配的输出电压，进而通过输入端为输出端进行供电。其中，H桥变压电路由于可以同时适用充放电场景，且端口电压范围大，适应性强，被广泛应用。请参见图1，图1是一种H桥变压电路的结构示意图。如图1所示，H桥变压电路(以下也称为变压电路)包括电感和四个开关管，第一开关管Q1和第二开关管Q2串联于第一桥臂中点，第三开关管Q3和第四开关管Q4串联于第二桥臂中点，电感与两个桥臂的中点相连。这里的变压电路可以根据应用场景切换多种供电模式(例如，升压放电、降压放电、升压充电和降压充电等)。在实际应用中，由于供电系统中可能存在故障(例如，负载端短路或者过载)，需要断开变压电路中的开关管，以切断电源和负载的电气连接。现有技术中，供电系统通常需要对变压电路的端口电压和电流进行采样，并传输给控制芯片(例如微控制单元Microcontroller Unit，MCU)，在控制芯片判断系统出现故障时，基于当前变压电路所处的供电模式，断开与当前供电模式相应的高频开关管(例如，在变压电路进行升压放电时，断开第四开关管Q4)，或者调整变压电路的供电模式(例如，将变压电路的供电模式调整为降压放电)。
[0003]本申请的专利技术人在研究和实践的过程中发现，由于系统需要将采样信号传输给MCU，在通过MCU基于当前供电模式下发控制信号，从故障发生到收到控制信号的响应时间长，安全性低。此外，当变压电路的供电模式为升压放电，如果系统发生故障，导致实际输出电压小于或等于输入电压时，即使断开第四开关管Q4，由于开关管(例如，第三开关管Q3和第四开关管Q4)中存在体二极管(或者内置二极管)，这使得电源和负载在短时间内依然保持电气连接，危害系统中电子元件的安全，系统安全性低。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种电压转换装置、基站供电系统以及控制方法，可在供电系统发生故障导致变压电路的输入电压小于或等于输出电压且供电系统中的电流过大时，及时关断常通开关管，以切断电源和负载的电气连接，提高系统的安全性，响应迅速，结构简单，控制方法简便，适用性强，延长元件使用寿命，降低成本。
[0005]第一方面，本申请提供了一种电压转换装置，该电压转换装置包括控制电路和变压电路，变压电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和电感。这里，第一开关管和第二开关管串联于第一桥臂中点，第三开关管和第四开关管串联于第二桥臂中点，电感连接第一桥臂中点和第二桥臂中点。这里，变压电路的两端分别连接电源和负载，控制电路连接变压电路的常通开关管的控制端，常通开关管为第一开关管或第三开关管。
这里的控制电路用于在变压电路的输入电压值大于或等于变压电路的输出电压值，且变压电路的第一采样电流值大于或等于第一电流参考值时，关断常通开关管。
[0006]在本申请中，变压电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和电感，这里的变压电路可以根据应用场景切换多种供电模式(例如，升压放电、降压放电、升压充电和降压充电等)。这里，在变压电路采用升压放电的模式将电源的电压升高至与负载匹配的电压为负载供电的过程中，变压电路中的第一开关管作为常通开关管，第四开关管作为主开关管。可以理解，当供电系统出现故障(例如，负载端短路或者过载等)，导致变压电路的实际输出电压小于或等于变压电路的输入电压时，如果只关断作为主开关管的第四开关管，由于开关管(例如，第三开关管和第四开关管)中存在体二极管(或者内置二极管)，这使得电源和负载在短时间内依然保持电气连接，危害系统中电子元件的安全。这里，在变压电路采用升压充电的模式将负载的电压升高至与电源匹配的电压为电源供电的过程中，变压电路中的第三开关管作为常通开关管，第二开关管作为主开关管。同时可以理解，当供电系统出现故障(例如，电源端短路或者过载等)，导致变压电路的实际输出电压小于或等于变压电路的输入电压时，如果只关断作为主开关管的第二开关管，由于开关管(例如，第一开关管和第二开关管)中存在体二极管(或者内置二极管)，这使得电源和负载在短时间内依然保持电气连接，危害系统中电子元件的安全。
[0007]在本申请中，电压转换装置可以基于变压电路的输入电压和输出电压的大小关系，同时基于第一采样电流值和第一电流参考值的关系，判断供电系统的运行状态。在供电系统发生故障导致变压电路的输入电压小于或等于输出电压且供电系统中的电流过大(例如，第一采样电流值大于或等于第一电流参考值)时，电压转换装置可以关断变压电路中的常通开关管，以切断电源和负载的电气连接。这里，电压转换装置中的控制电路可以在变压电路的输入电压值大于或等于变压电路的输出电压值，且变压电路的第一采样电流值大于或等于第一电流参考值时，关断常通开关管，以断开负载和电源的电气连接。
[0008]采用本申请，电压转换装置可以在供电系统发生故障导致变压电路的输入电压小于或等于输出电压且供电系统中的电流过大时，及时关断常通开关管，以切断电源和负载的电气连接，提高系统的安全性，响应迅速，结构简单，控制方法简便，适用性强，延长元件使用寿命，降低成本。
[0009]结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，第一采样电流值包括变压电路的输入电流值、变压电路的输出电流值、电感的输入电流值和/或电感的输出电流值，可适用不同的应用场景。
[0010]结合第一方面，在第二种可能的实施方式中，这里的控制电路还用于在关断常通开关管之后，在输入电压值小于输出电压值，或者第一采样电流值小于或等于第一电流复位值时，重新导通常通开关管。这里，第一电流复位值小于第一电流参考值。这里，电压转换装置可以在供电系统的故障排除后或者供电系统中的电流值处于安全范围(例如，第一采样电流值小于或等于第一电流复位值)时，重新导通常通开关管，及时恢复电源和负载的电气连接，避免因电源和负载长时间断开导致负载端(或电源端)掉电，保证系统平稳运行，控制简便，响应迅速，适用性强，控制效率高。同时，第一电流复位值小于第一电流参考值，可以避免控制电路频繁控制常通开关管由导通切换为关断，或者由关断切换为导通，延长元件使用寿命。
[0011]结合第一方面或第一方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，控制电路还用于在关断常通开关管之后，基于外部中控系统的复位信号指示重新导通常通开关管。这里，当外部中控系统判断供电系统的故障已经被排除，或者为了适应负载端(或者电源端)阻抗的变化将变压电路调整为降压放电(或者降压充电)的供电模式，或者变压电路本身工作在降压放电(或者降压充电)的供电模式时，中控系统可以向电压转换装置发送相应的复位信号，当电压转换装置获取、接收或者检测到外部中控系统的复位信号时，可以基于外部中控系统的复位信号的指示重新导通常通开关管(或者基于降压放电或降压充电供电模式维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压转换装置，其特征在于，所述电压转换装置包括控制电路和变压电路，所述变压电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和电感，所述第一开关管和所述第二开关管串联于第一桥臂中点，所述第三开关管和所述第四开关管串联于第二桥臂中点，所述电感连接所述第一桥臂中点和所述第二桥臂中点；所述变压电路的两端分别连接电源和负载，所述控制电路连接所述变压电路的常通开关管的控制端，所述常通开关管为所述第一开关管或所述第三开关管；所述控制电路用于在所述变压电路的输入电压值大于或等于所述变压电路的输出电压值，且所述变压电路的第一采样电流值大于或等于第一电流参考值时，关断所述常通开关管。2.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，所述第一采样电流值包括所述变压电路的输入电流值、所述变压电路的输出电流值、所述电感的输入电流值和/或所述电感的输出电流值。3.根据权利要求1或2所述的电压转换装置，其特征在于，所述控制电路还用于在关断所述常通开关管之后，在所述输入电压值小于所述输出电压值，或者所述第一采样电流值小于或等于第一电流复位值时，重新导通所述常通开关管，其中，所述第一电流复位值小于所述第一电流参考值。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电压转换装置，其特征在于，所述控制电路还用于在关断所述常通开关管之后，基于外部中控系统的复位信号指示重新导通所述常通开关管。5.根据权利要求4所述的电压转换装置，其特征在于，所述控制电路包括比较模块和逻辑控制模块，所述比较模块的输入端连接所述变压电路的输入端、所述变压电路的输出端和第一采样点，所述比较模块的输出端通过所述逻辑控制模块连接所述常通开关管的控制端，其中，所述第一采样点包括所述变压电路的输入端、所述变压电路的输出端、所述电感的输出端和/或所述电感的输入端；所述比较模块用于基于所述变压电路的输入电压值和所述变压电路的输出电压值的大小关系输出电压比较信号；所述比较模块还用于基于所述第一采样电流值和所述第一电流参考值的大小关系输出第一电流比较信号，其中，所述第一采样电流值为所述第一采样点的电流值；所述逻辑控制模块用于基于所述电压比较信号和所述第一电流比较信号控制所述常通开关管导通或关断。6.根据权利要求5所述的电压转换装置，其特征在于，所述比较模块还用于基于第一采样电流值、第一电流复位值和第一电流参考值的大小关系输出第一电流比较信号。7.根据权利要求6所述的电压转换装置，其特征在于，所述变压电路基于所述外部中控系统输入的主开关管的驱动信号通过所述电源为所述负载供电时，所述第四开关管为所述主开关管，所述第一开关管为所述常通开关管；所述变压电路基于所述外部中控系统输入的主开关管的驱动信号通过所述负载为所述电源供电时，所述第二开关管为所述主开关管，所述第三开关管为所述常通开关管。8.根据权利要求7所述的电压转换装置，其特征在于，所述比较模块的输入端连接所述变压电路的输入端、所述变压电路的输出端、所述第一采样点和第二采样点，其中，所述第二采样点包括所述变压电路的输入端、所述变压电路的输出端、所述电感的输出端和/或所
述电感的输入端；所述比较模块还用于基于所述第二采样电流值和第二电流参考值的大小关系输出第二电流比较信号，其中，所述第二采样电流值为所述第二采样点的电流值。9.根据权利要求8所述的电压转换装置，其特征在于，所述比较模块还用于基于所述第二采样电流值、第二电流复位值和第二电流参考值的大小关系输出第二电流比较信号，其中，所述第二电流复位值小于所述第二电流参考值。10.根据权利要求9所述的电压转换装置，其特征在于，所述逻辑控制模块包括锁存复位单元和驱动控制单元，所述比较模块的输出端通过所述锁存复位单元连接所述驱动控制单元；所述锁存复位单元用于基于所述电压比较信号和目标电流比较信号输出目标使能控制信号，其中，所述目标电流比较信号和所述目标使能控制信号为所述第一电流比较信号和第一使能控制信号，或者为所述第二电流比较信号和第二使能控制信号；所述驱动控制单元用于基于所述目标使能控制信号和所述外部中控系统输入的目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡毅，余华，刘小煜，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：