一种高压输出分时序控制系统技术方案

本发明专利技术涉及高压电源技术领域，解决了目前高压电源在维护

【技术实现步骤摘要】
一种高压输出分时序控制系统


[0001]本专利技术涉及高压电源
，尤其涉及一种高压输出分时序控制系统
。

技术介绍

[0002]现今，高压电源模块化小型化是电力行业的发展趋势
。
其主要原因是随着科技的不断发展，人们对电力设备的要求越来越高，需要更加智能
、
高效
、
可靠的电源系统，而这些要求皆和高压电源模块化和小型化密切相关
。
[0003]而在之前的传统设计中，高压电源往往采用大型化的电源电路设计，使整个高压电源的尺寸非常大，导致其维护
、
更新
、
扩容等方面的灵活性较低，因此对于大型的测试设备或者工业设备而言，高压电源就成为了整个设备的瓶颈和限制因素
。
[0004]同时，大型化的电源电路设计会降低电路等效开关频率，导致输入电流峰值及电流纹波呈现波动，并且会提升负载侧
PFN
充电隔离二极管的电流应力，使整个高压电源系统受到严重的电磁干扰，从而降低了高压电源系统的可靠性和安全性
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高压输出分时序控制系统，解决了目前高压电源在维护
、
更新
、
扩容等方面灵活性以及高压电源系统可靠性和安全性低的技术问题
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种高压输出分时序控制系统，包括：
[0007]作为直流电源供应的锂电模块，与锂电模块的输出端连接的高压充电模块，所述高压充电模块用于根据谐振周期按时序输出调节输出电压和电流，且通过降低锂电模块输入电流的电流纹波并提高输出功率密度；
[0008]所述高压充电模块包括由多个之间四相交错并联的全桥
LC
串联谐振功率模块，以及在多个全桥
LC
串联谐振功率模块的输入端上设置的滤波电感组成；以及，
[0009]控制模块，所述控制模块与高压充电模块连接，所述控制模块用于根据谐振周期对
PWM
波输出设置延时使多个全桥
LC
串联谐振功率模块输出的
PWM
波平分一个谐振周期
。
[0010]进一步地，所述全桥
LC
串联谐振功率模块包括：
[0011]采用晶体管
IGBT
作为开关元件，将直流电源转换为交流电源的串联谐振高频逆变模块，以及与串联谐振高频逆变模块输出端连接的变压器升压模块，
[0012]所述变压器升压模块用于将经过
LC
谐振电路一次升压后再次升压输出的高压交流电，以及与变压器升压模块输出端连接的高压直流整流模块，
[0013]所述高压直流整流模块用于将变压器升压模块输出的高压交流电转化为高压直流电，以及与高压直流整流模块输出端连接的输出保护模块，
[0014]所述输出保护模块用于限制高压直流整流模块的输出电流并稳定输出电压
。
[0015]进一步地，所述串联谐振高频逆变模块包括包括依次串联的电容
C1、
功率半导体
器件
T3
和功率半导体器件
T4
，在功率半导体器件
T3
的发射极和功率半导体器件
T4
的集电极之间并联有相互串联的功率半导体器件
T2
和功率半导体器件
T1
，在功率半导体器件
T1
的发射极和功率半导体器件
T3
的集电极连接有
LC
谐振电路
。
[0016]进一步地，
LC
谐振电路包括与功率半导体器件
T1
的发射极连接的谐振电感
Lr1
，以及与功率半导体器件
T3
的集电极连接的谐振电容
Cr1。
[0017]进一步地，所述变压器升压模块包括与
LC
谐振电路输出端连接的变压器
Tr1。
[0018]进一步地，所述高压直流整流模块包括由二极管
D1、
二极管
D2、
二极管
D3
和二极管
D4
形成的一个桥式整流电路
。
[0019]进一步地，所述输出保护模块包括串联在高压直流整流模块输出端用于防止输出反压的限流电阻
R2。
[0020]进一步地，所述控制模块采用型号为
dsp28335
的单片机
。
[0021]借由上述技术方案，本专利技术提供了一种高压输出分时序控制系统，至少具备以下有益效果：
[0022]1、
本专利技术采用四个全桥
LC
串联谐振功率模块之间四相交错并联的模块化设计可以使高压电源结构更加灵活，降低了整个高压电源系统的体积和重量并且更加便于维护，实现了功率电路模块化，便于维护
、
更新
、
扩容
。
同时降低了电流纹波，提升了功率密度，缩小了产品体积
。
[0023]2、
本专利技术能够促使电路等效开关频率提高，大幅降低了输入电流峰值及电流纹波，接近于平稳直流；大幅降低了负载侧
PFN
充电隔离二极管的电流应力；峰值电流的大幅下降，大大降低了系统电磁干扰，同时降低功率器件的电应力和热应力，提高了高压电源系统的可靠性和安全性
。
[0024]3、
本专利技术能够使高压电源模块化
、
小型化，具有更好的性能，更高的效率，更低的成本
。
这是因为高压电源模块化小型化的设计使得其能够快速
、
准确地调节电压和电流，减小能量损失
。
同时，模块化小型化的设计让系统的结构更加紧凑，减少零部件的使用，从而节省成本
。
附图说明
[0025]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定
。
在附图中：
[0026]图1为本专利技术高压输出分时序控制系统的原理框图；
[0027]图2为本专利技术高压充电模块的原理框图；
[0028]图3为本专利技术高压充电模块的电路原理图；
[0029]图4为本专利技术全桥
LC
串联谐振功率模块的电路原理图；
[0030]图5为本专利技术四相交错并联的时序控制的示意图；
[0031]图6为本专利技术四相交错并联的串联谐振电路仿真模型的电路原理图；
[0032]图7为本专利技术单串联谐振电路仿真模型的电路原理图；
[0033]图8为本专利技术输入电流对比的波形图；
[0034]图9为本专利技术输出电流波形对比的波形图
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高压输出分时序控制系统，其特征在于，包括：作为直流电源供应的锂电模块
(1)
，与锂电模块
(1)
的输出端连接的高压充电模块
(2)
，所述高压充电模块
(2)
用于根据谐振周期按时序输出调节输出电压和电流，且通过降低锂电模块
(1)
输入电流的电流纹波并提高输出功率密度；所述高压充电模块
(2)
包括由多个之间四相交错并联的全桥
LC
串联谐振功率模块
(22)
，以及在多个全桥
LC
串联谐振功率模块
(22)
的输入端上设置的滤波电感
(21)
组成；以及，控制模块
(3)
，所述控制模块
(3)
与高压充电模块
(2)
连接，所述控制模块
(3)
用于根据谐振周期对
PWM
波输出设置延时使多个全桥
LC
串联谐振功率模块
(22)
输出的
PWM
波平分一个谐振周期
。2.
根据权利要求1所述的一种高压输出分时序控制系统，其特征在于，所述全桥
LC
串联谐振功率模块
(22)
包括：采用晶体管
IGBT
作为开关元件，将直流电源转换为交流电源的串联谐振高频逆变模块
(222)
，以及与串联谐振高频逆变模块
(222)
输出端连接的变压器升压模块
(223)
，所述变压器升压模块
(223)
用于将经过
LC
谐振电路一次升压后再次升压输出的高压交流电，以及与变压器升压模块
(223)
输出端连接的高压直流整流模块
(224)
，所述高压直流整流模块
(224)
用于将变压器升压模块
(223)
输出的高压交流电转化为高压直流电，以及与高压直流整流模块
(224)
输出端连接的输出保护模块
(225)
，所述输出保...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴勇军，凌达，胡文平，徐井雄，
申请(专利权)人：武汉智瑞捷电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：