轮替主从分路的交错并联反激变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种轮替主从分路的交错并联反激变换器，能够提高变换器的可靠性和使用寿命。其技术方案为：本发明专利技术通过在反激变换器中设置有主从之分的反激电路，通过输出端的电流和电压控制每一个反激电路的运作：主分路持续运行，分路只在功率比阈值高时运行，而主分路和从分路进行周期性的轮替，尤其是通过功率过零来进行主从分路的周期性轮替。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能量转换设备，尤其涉及反激变换器的能量转换设备。
技术介绍
反激变换拓扑是一种常用的DC-DC转换技术，适用于要求电绝缘、升压及高效率 的情况。反激拓扑包括一个变压器、一个开关器件、和一个二极管。通常，开关器件与变压 器的主线圈串联，变压器的次线圈通过串联的二极管接到负载。通过开关主线圈的电流，直 流电压被升高。为了加倍输出功率，两个反激变换器可以通过并联方式交错工作。每个反激变换 器形成一个分路，独立而交错的工作。两个分路必须匹配，以保证二者平衡工作，从而能够 有效地进行能量转换。但是当两个分路都工作时，所有的器件会多损耗能量，从而降低效 率。一个减少损耗的方法是使用主从分路主路一直工作，而从路在功率低时停止工作。然而，当主路和从路固定时，主路和从路间的不同工作状态又会造成二者的失配 和相关的问题，如温度差别、不同的器件老化等等。另外，由于主路工作时间更多，主路就成 为了限制变换器可靠性和寿命的因素。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种轮替主从分路的交错并联反激变换 器，能够提高变换器的可靠性和使用寿命。本专利技术的技术方案为本专利技术揭示了一种轮替主从分路的交错并联反激变换器， 包括多个平行连接的反激电路；输出电流检测器，检测该交错并联反激变换器输出端的电流；输出电压检测器，检测该交错并联反激变换器输出端的电压；控制器，一方面耦接该输出电流检测器和该输出电压检测器，另一方面分别耦接 该每一反激电路的开关，根据检测到的电流和电压控制该每一反激电路的运作将其中的 部分反激电路设为主分路，其余的反激电路设为从分路，其中该主分路在该控制器的控制 下持续运行，该从分路只在该交错并联反激变换器的输出端的功率比阈值高时运行，该控 制器控制主分路和从分路进行周期性的轮替。根据本专利技术的轮替主从分路的交错并联反激变换器的一实施例，该每一反激电路 进一步包括变压器；开关器件，与该变压器的主线圈串联；二极管，与该变压器的次线圈串联。根据本专利技术的轮替主从分路的交错并联反激变换器的一实施例，该开关器件是场 效应晶体管。根据本专利技术的轮替主从分路的交错并联反激变换器的一实施例，该控制器进一步 包括检测电路，其输入端耦接该输出电流检测器和该输出电压检测器，将模拟信号形 式的输出电流和输出电压转换为数字信号；处理电路，耦接该检测电路，基于该数字信号形式的输出电流和输出电压，利用功 率过零获得每一反激电路的控制信号并发送；控制电路，耦接该处理电路，根据接收到的该控制信号向所连接的该每一反激电 路中开关器件发出开启或关闭的运作信号。根据本专利技术的轮替主从分路的交错并联反激变换器的一实施例，该控制器是通过 功率过零来控制主分路和从分路进行周期性的轮替。根据本专利技术的轮替主从分路的交错并联反激变换器的一实施例，该交错并联反激 变换器是直流到直流转换器。根据本专利技术的轮替主从分路的交错并联反激变换器的一实施例，该直流到直流转 换器还包括输入电容，连接在该转换器的输入端，用于存储能量。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果本专利技术通过在反激变换器中设置有主从 之分的反激电路，通过输出端的电流和电压控制每一个反激电路的运作主分路持续运行， 分路只在功率比阈值高时运行，而主分路和从分路进行周期性的轮替，尤其是通过功率过 零来进行主从分路的周期性轮替。附图说明图1是本专利技术的轮替主从分路的交错并联反激变换器的一个实施例的结构示意 图。图2是图1实施例中控制器的原理图。图3是使用现有的交错反激式直流到直流变换器的信号时序图。图4是不采用轮替手段的主从分路的交错并联反激变换器的信号时序图。图5是本专利技术的采用轮替手段的主从分路的交错并联反激变换器的信号时序图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。图1示出了本专利技术的轮替主从分路的交错并联反激变换器的实施例的结构。请参 见图1，为了描述方便，本实施例以两个反激电路交错并联为例来说明，其中一支作为主分 路，另一支作为从分路，本实施例也是直流到直流转换器100。直流到直流转换器100将直 流电源101的直流电压转换到直流电压输出102。直流电源101可以是光伏或一些其他来 源的直流电源。直流电压输出102可以连接到使用直流电源的设备，包括直流到交流的转 换器。直流到直流转换器100包括一个输入电容103，连接在直流电源101上，用来储存 能量。对于输入端的直流电源101和输出端的直流电压输出102，两个反激电路105和106 是并行连接的，两个反激电路的构造相同，在本实施例中均可被称为“分路”。反激电路105包括变压器T1、开关Q1和二极管D1，变压器T1的初级线圈与开关Q1串联，变压器T1的次 级线圈通过二极管D1连接至直流电压输出102。同样的，反激电路106包括变压器T2、开 关Q2和二极管D2，变压器T2的初级线圈与开关Q2串联，变压器T2的次级线圈通过二极管 D2连接至直流电压输出102。在本实施例中，开关Q1是一个场效应晶体管(FET)。这个场效应晶体管的漏极耦 合接地，源极耦合到变压器T1的初级线圈，栅极耦合到控制器110的G1输出端口。同样的， 开关Q2也是一个场效应晶体管。这个场效应晶体管的漏极耦合接地，源极耦合到变压器T2 的初级线圈，栅极耦合到控制器110的G2输出端口。在输出端的直流电压输出102处，还设有输出电流检测器111和输出电压检测器 112。其中输出电流检测器111耦合到控制器110的lo端口，输出电压检测器112耦合到 控制器110的Vo端口，它们都用来控制分路(也就是反激电路105或106)的开启或关闭， 并实现主从分路的轮替控制。图2示出了控制器110的内部原理。请参见图2，本实施例的控制器110包括检测 电路201、内存202、处理器204、控制电路205和外围电路206。其中检测电路201使用模 数转换器将获取的输出电流检测器111的电流信号和输出电压检测器112的电压信号从模 拟信号转换为数字信号。内存202可以是任何存储器元件类型，比如随机存取存储器、只读 存储器、闪存芯片、处理器寄存器、高速缓存、硬盘、可读或可写光盘或磁带存储、电容器、其 他电路、或任何其他类型的已知设备。内存202中存储的控制软件203可由处理器204来 执行。处理器204基于数字信号形式的输出电流和输出电压，获得每一分路(反激电路105 或106)的控制信号，并发送给控制电路205，这种处理除了将其中的一个反激电路设为主 分路，另一个反激电路设为从分路，让主分路保持持续运作，而从分路只在功率大于阈值时 才工作之外，还可以对主从分路进行轮替的控制，例如以一定的周期互换主从分路，具体的 轮替过程将在下面的内容中详细的说明。控制电路205根据接收到的控制信号向所连接的 反激电路中的开关器件Q1或Q2发出开启或关闭的运作信号。处理器204可以是处理器、 微控制器、FGPA、专用集成电路(ASIC)的形式。外围电路209可以包括众所周知的外围电 路，例如电源、时钟电路、总线电路、电路的I/O等。图3是现有交错反激式转换器电路的信号时序图。坐标301描绘的对象是控制器 110的G1端口的信号，也就是开关Q1的栅极电路；坐标302描述的对象是控制器110的G2 端口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮替主从分路的交错并联反激变换器，包括：多个平行连接的反激电路；输出电流检测器，检测该交错并联反激变换器输出端的电流；输出电压检测器，检测该交错并联反激变换器输出端的电压；控制器，一方面耦接该输出电流检测器和该输出电压检测器，另一方面分别耦接该每一反激电路的开关，根据检测到的电流和电压控制该每一反激电路的运作：将其中的部分反激电路设为主分路，其余的反激电路设为从分路，其中该主分路在该控制器的控制下持续运行，该从分路只在该交错并联反激变换器的输出端的功率比阈值高时运行，该控制器控制主分路和从分路进行周期性的轮替。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宇浩，
申请(专利权)人：浙江昱能光伏科技集成有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]