高可靠性直流低压供电电路制造技术

本发明专利技术提供一种高可靠性直流低压供电电路，主要解决了现有低压新能源电源转换器功耗高、效率低、可靠性差的问题。直流低压供电电路采用PWM控制器、VMOS开关电路、反向隔离电路、储能滤波电路以及输出保护电路，反向隔离电路的输入端与VMOS开关电路的输出端连接，VMOS开关电路的输入端通过续流电感与输入电源的输出端连接；调宽式脉冲控制电路的输出端依次通过驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路与VMOS开关电路的输入端连接，驱动信号合成电路的输入端通过续流电压采样电路与VMOS开关电路的输出端连接。该电源转换器能够对交、直流多种波形无差别稳定输出；且在负载短路时自动限流输出，同时仍保证低功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高可靠性直流低压供电电路。
技术介绍
近年来，光伏发电、风力发电、蓄电池供电等交流低压、直流低压供电的可再生新能源系统被广泛使用，提高低压新能源供电系统的供电效率、供电质量、供电可靠性势在必行。目前本领域公知电源转换基本采用I、交流(AC)输入，采用全波整流器把输入交流(AC)电源整流为直流(DC)电源，再进行DC/DC转换为直流(DC)输出。此种方案解决了较高输入电压交流电源和小功率电源的转换问题。但在低电压交流电源输入和大功率电源转换时，因为AC/DC整流电路的电压降较高，而产生很高的功耗，使电源转换器转换效率很低。2、直流(DC)输入，直接进行DC/DC转换为直流(DC)输出。此种方案解决了固定设备供电问题。但使用可靠性较低，尤其是在移动性设备，经常需要重新连接输入电源的设备，一旦出现电源极性接反的情况，就会产生输入短路事故。因此一些要求可靠性较高的设备，在转换器输入端加入直流定向整流电路。在低电压直电源输入和大功率电源转换时，因为直流识别定向整流电路的电压降较高，而产生很高的功耗，使电源转换器转换效率很低。3、为了提高低压供电效率、降低线路电流一般采用升压式(BOOST)直流(DC)供电方式。升压式(BOOST)直流(DC)供电当输出产生短路故障，输出电压低于输入电压时BOOST电路功能失效，输入电源直接对负载短路，大电流(大功率)系统短路保护控制难度很大。以常规整流(识别定向)电路在输入为低压新能源电源为例进行说明，输入电压Ui=IOV(AC、DC),输入电流Ii=20A,输入功率Pi=IOX 20=200ff,整流(识别定向)电路压降Ud=2V，整流(识别定向)电路耗为Pd=2X20=40W，输出功率Po=200_40=160W，其整流(识别定向)效率为E=160/200=0. 8，由此可见常规整流(识别定向)电路在输入为低压新能源电源时，功耗很大,效率很低。
技术实现思路
本专利技术提供一种高可靠性直流低压供电电路，主要解决了现有低压新能源电源转换器功耗高、效率低、可靠性差的问题。本专利技术的具体技术解决方案如下该高可靠性直流低压供电电路，包括反向隔离电路，所述反向隔离电路的输出端通过储能滤波电路和输出保护电路与负载连接，反向隔离电路的输入端与VMOS开关电路的输出端连接，VMOS开关电路的输入端通过续流电感与输入电源的输出端连接，输入电源的输出端通过输入电流采样电路与调宽式脉冲控制电路的输入端连接，储能滤波电路的输出端通过输出电流采样电路与调宽式脉冲控制电路的输入端连接，调宽式脉冲控制电路的输出端依次通过驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路与VMOS开关电路的输入端连接，驱动信号合成电路的输入端通过续流电压采样电路与VMOS开关电路的输出端连接；所述调宽式脉冲控制电路、驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路和续流电压采样电路组成控制电路；所述VMOS开关电路包括两个串联的VMOS管组，输入电源通过续流电感依次与两个VMOS管组在反向隔离电路输入端之前串联；所述驱动信号合成电路为标准两输入或门控制芯片，该控制芯片包括四对输入端Al，A2，BI, B2, Cl，C2，Dl, D2和相应的四个输出端八0』0、(0、00，其中输入端41，81，(1，01与调宽式脉冲控制电路的两个输出端连接，输入端A2，B2，C2，D2与续流电压采样电路的两个输出端连接，输出端Ao、Bo、Co、Do与VMOS开关驱动电路的输入端连接；所述输出保护电路包括基准电压源、比较器A、比较器B、三极管NI和稳压管Z5 ；该输出安全控制电路的输入端接BOOST直流输出电压，输出端接负载，所述输入端和输出端所在的主回路上串联设置有VMOS管M5和限流电阻R24，其中，VMOS管M5的基极经三极管NI接至所述输出端的负端，三极管NI的基极接至所述基准电压源；所述输出端并联有一 个滤波电容和一个反馈支路，该反馈支路上依次串联有分压电阻R14和RC电路；比较器A的正相输入端接入该反馈支路，经分压电阻R14接至所述输出端的正端，比较器A的负相输入端接基准电压，比较器A的输出端依次经串联的电阻R13、电阻R27、电阻R22接至所述输入端的负端；比较器B的正相输入端接入电阻R13、电阻R27和电阻R22所在的串联支路，其接入节点位于电阻R27与电阻R22之间；比较器B的负相输入端经电阻R6接至所述输出端的负端；比较器B的输出端接至三极管NI的基极。基于上述方案，本专利技术还可作如下优化限定和改进所述调宽式脉冲控制电路为正激式控制的PWM控制器，PWM控制器的两个输出端Ao, Bo分别接至驱动信号合成电路的一组输入端。所述输入电流采样电路包括电流传感器CSl、电容C13、电阻R21，二极管D4，电流传感器CSl与二极管D4串联构成一个支路，电容C13、电阻R21分别与该支路并联。所述输出电流采样电路包括电流传感器CS2、电容C9和二极管D5，电流传感器CS2与二极管D5串联构成一个支路，电容C9与该支路并联。所述续流电压采样电路包括由稳压二极管Z3，滤波电容Cl I，分压电阻R3，R4组成的输出米样电路和由稳压二极管Z4,滤波电容C12,分压电阻Rl, R5组成的输入米样电路，所述输出采样电路的输出端为R4与R3之间的节点，该节点与驱动信号合成电路输入端的一个接口连接，输入采样电路的输出端为Rl与R5之间的节点，该节点与驱动信号合成电路输入端的另一个接口连接。本专利技术的优点在于本专利技术提供的高可靠性直流低压供电电路有XC/DC扩展(XC)形、无极性、多波形、宽频率电源输入，DC(直流)输出，自动极性识别定向、高转换效率、高功率因数、高可靠性、高功率密度、低成本等优势。所加的输出保护电路能够保证BOOST输出在负载短路时自动调整，限流输出，同时仍保证低功耗。附图说明图I为本专利技术电路原理框图2为本专利技术电路结构意图3为自动定向BOOST在Ui正半周(Ml、M2、M3、M4) PWM导通时电流流图4为自动定向BOOST在Ui正半周(M3、M4) PWM导通续流时电流流图5为输入电源为Ac正弦波时的单周期波形图。图6为本专利技术的输出保护电路的结构示意图。具体实施方式该高可靠性直流低压供电电路，包括反向隔离电路，所述反向隔离电路的输出端通过储能滤波电路与负载连接，反向隔离电路的输入端与VMOS开关电路的输出端连接，VMOS开关电路的输入端通过续流电感与输入电源的输出端连接,输入电源的输出端通过输入电流采样电路与调宽式脉冲控制电路的输入端连接，储能滤波电路的输出端通过输出电流采样电路与调宽式脉冲控制电路的输入端连接，调宽式脉冲控制电路的输出端依次通过驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路与VMOS开关电路的输入端连接，驱动信号合成电路的输入端通过续流电压采样电路与VMOS开关电路的输出端连接；所述调宽式脉冲控制电路、驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路和续流电压采样电路组成控制电路；所述VMOS开关电路包括两个串联的VMOS管组，输入电源通过续流电感依次与两个VMOS管组在反向隔离电路输入端之前串联；所述驱动信号合成电路为标准两输入或门控制芯片，该控制芯片包括四对输入端Al, A2，BI, B2, Cl，C2，Dl, D2和相应的四个输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高可靠性直流低压供电电路，其特征在于：包括反向隔离电路，所述反向隔离电路的输出端通过储能滤波电路和输出保护电路与负载连接，反向隔离电路的输入端与VMOS开关电路的输出端连接，VMOS开关电路的输入端通过续流电感与输入电源的输出端连接，输入电源的输出端通过输入电流采样电路与调宽式脉冲控制电路的输入端连接，储能滤波电路的输出端通过输出电流采样电路与调宽式脉冲控制电路的输入端连接，调宽式脉冲控制电路的输出端依次通过驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路与VMOS开关电路的输入端连接，驱动信号合成电路的输入端通过续流电压采样电路与VMOS开关电路的输出端连接；所述调宽式脉冲控制电路、驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路和续流电压采样电路组成控制电路；所述VMOS开关电路包括两个串联的VMOS管组，输入电源通过续流电感依次与两个VMOS管组在反向隔离电路输入端之前串联；所述驱动信号合成电路为标准两输入或门控制芯片，该控制芯片包括四对输入端A1，A2，B1，B2，C1，C2，D1，D2和相应的四个输出端Ao、Bo、Co、Do，其中输入端A1，B1，C1，D1与调宽式脉冲控制电路的两个输出端连接，输入端A2，B2，C2，D2与续流电压采样电路的两个输出端连接，输出端Ao、Bo、Co、Do与VMOS开关驱动电路的输入端连接；所述输出保护电路包括基准电压源、比较器A、比较器B、三极管N1和稳压管Z5；该输出安全控制电路的输入端接BOOST直流输出电压，输出端接负载，所述输入端和输出端所在的主回路上串联设置有VMOS管M5和限流电阻R24，其中，VMOS管M5的基极经三极管N1接至所述输出端的负端，三极管N1的基极接至所述基准电压源；所述输出端并联有一个滤波电容和一个反馈支路，该反馈支路上依次串联有分压电阻R14和RC电路；比较器A的正相输入端接入该反馈支路，经分压电阻R14接至所述输出端的正端，比较器A的负相输入端接基准电压，比较器A的输出端依次经串联的电阻R13、电阻R27、电阻R22接至所述输入端的负端；比较器B的正相输入端接入电阻R13、电阻R27和电阻R22所在的串联支路，其接入节点位于电阻R27与电阻R22之间；比较器B的负相输入端经电 阻R6接至所述输出端的负端；比较器B的输出端接至三极管N1的基极。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡家培，胡民海，
申请(专利权)人：西安智海电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：