具有多绕组电感器的谐振模式功率供应制造技术

一种谐振模式功率供应，包括以桥或半桥配置连接的开关组件、以桥或半桥对角连接的串行谐振电路以及控制器，通过多绕组电感器形成串行谐振电路的一部分，通过所述多绕组电感器连接负载，并且所述控制器被配置为通过控制所述开关组件的开关频率来稳定输出电压或电流。所述串行谐振电路包括能量再循环电路（ERC1）和电流监控电路（CMC），所述能量再循环电路用于限制谐振电路质量因数并通过二极管整流器（DR2）连接到供应电压节点，并且所述电流监控电路被配置为监控所述再循环电路电流（Ilim），并且通过所述控制器（C），改变所述开关组件（K1、K2、K3、K4）的开关频率，以便在所述能量自循环电路（ERC1）中的所述电流（Ilim）超过阈值时，减小供应到所述谐振电路的功率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种谐振模式功率供应，包括以桥或半桥配置连接的开关组件、以桥或半桥对角连接的串行谐振电路以及控制器，通过多绕组电感器形成串行谐振电路的一部分，通过所述多绕组电感器连接负载，并且所述控制器被配置为通过控制所述开关组件的开关频率来稳定输出电压或电流。所述串行谐振电路包括能量再循环电路（ERC1）和电流监控电路（CMC），所述能量再循环电路用于限制谐振电路质量因数并通过二极管整流器（DR2）连接到供应电压节点，并且所述电流监控电路被配置为监控所述再循环电路电流（Ilim），并且通过所述控制器（C），改变所述开关组件（K1、K2、K3、K4）的开关频率，以便在所述能量自循环电路（ERC1）中的所述电流（Ilim）超过阈值时，减小供应到所述谐振电路的功率。【专利说明】具有多绕组电感器的谐振模式功率供应
本专利技术涉及具有用于直流电压变换的多绕组电感器的谐振模式功率供应。
技术介绍
已知的谐振模式功率供应通常在由从电压源功率供应供应的可控制半导体器件(最通常为晶体管)构成的桥或半桥配置中包括开关，在桥或半桥对角中，连接有具有通过输出变压器所连接的负载的谐振电路。在波兰专利申请P-313150中，描述了这样的谐振模式功率供应，该谐振模式功率供应与负载无关地保持谐振电路的恒定质量因数。谐振模式功率供应集成质量因数限制器，所述质量因数限制器包括变压器，其中主绕组与谐振电路电容器并行连接，而所述变压器的次绕组与功率供应源连接，以允许将额外的能量从所述电容器馈送回所述源。该谐振模式功率供应的区别性的特征在于能够以短路输出电路和打开输出电路两者进行正确操作的能力。在波兰专利申请P-339678中，采用具有与所需要的谐振电路能力相同的等同能力的电容式分压器而不是变压器。通过在电流开关功率供应总线和电容式分压器电容器的公共节点之间连接二极管限制器，限制在此点的电压幅度，因此实现了能量再循环和对串行谐振电路质量因数的限制。根据专利文献P-313150和P-339678的具有能量再循环的功率供应的技术缺陷在于，在这两者中，在负载降低(即负载阻抗增力口)的情况中，串行电路电流也降低并且其波形变为与期望的正弦曲线形不同。在专利申请P-313150中描述的方案的另一个主要的技术缺陷在于能量再循环电路使得使用与输出变压器的功率几乎相同的功率的变压器成为必需。在现有技术文献中描述的方案使用通过整流器连接到功率供应源的输出变压器的额外的绕组，以便稳定输出电压或限制所述输出电压，其中所述输出电路变为打开。根据美国专利申请US2006/0227577，已知用于利用逆变器操作的谐振逆变器。逆变器使得从可更新的能量源获取的波动的和相对较低的电压变换为电网所需的电平。变换器包括并行谐振链路，通过开关元件从低压直流功率供应向所述并行谐振电路输入直流功率。通过零电压开关执行DC-AC变换。高频变压器的主侧连接到提供了电隔离和高压的生成的并行谐振电路。变压器的辅侧通过串行的谐振电路连接到整流器。变换器提供具有大约25-30%的输出电压变化的450V的输出电压。所描述的变换器结构对于快速负载变化敏感。如果在最大输出功率处，突然出现与负载断开连接，在谐振电路中存储的能量(其通常比在单个换相周期期间发送到负载的能量大得多)可以产生超过可允许的值的在换相电路中的电流。本专利技术的目的在于开发出用于直流电压转换的谐振模式功率供应，其特征在于与负载无关的谐振电路中的正弦电流以及对输出功率中的快速变化的高抗扰度。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于一种谐振模式功率供应，包括以桥或半桥配置连接的开关组件、以桥或半桥对角连接的串行谐振电路以及控制器，通过多绕组电感器形成串行谐振电路的一部分，通过所述多绕组电感器连接负载，并且所述控制器被配置为通过控制所述开关组件的开关频率来稳定输出电压或电流。所述串行谐振电路包括能量再循环电路和电流监控电路，所述能量再循环电路用于限制谐振电路质量因数并通过二极管整流器连接到供应电压节点，并且所述电流监控电路被配置为监控所述再循环电路电流，并且通过所述控制器，改变所述开关组件的开关频率，以便在所述能量自循环电路中的所述电流超过阈值时，减小供应到所述谐振电路的功率。优选地，多绕组电感器漏电感构成20%到80%的串行谐振电路电感。优选地，所述电流监控电路被配置为，即使在所述谐振电路振荡的单个周期期间，也通过所述控制器实现所述开关组件的开关频率中的变化。优选地，所述电流监控电路被配置为，通过所述控制器实现所述开关组件的开关频率中的增加。优选地，所述电流监控电路适用于通过所述控制器关断所述开关组件。优选地，所述能量再循环电路与谐振电路电容器并行连接。优选地，主谐振电路的电感元件具有集成电感器的形式。优选地，所述能量再循环电路通过多绕组电感器以强磁耦合连接到谐振电路的电感元件。优选地，主谐振电路的电感元件具有所述集成电感器的形式。优选地，电容器与所述开关中的每一个分别并行连接。【专利附图】【附图说明】将通过附图上的示例性实施例来示出本专利技术，在附图中:图1示出了作为全桥谐振变换器的谐振模式功率供应的第一示例性实施例，其中所述全桥谐振变换器具有多绕组电感器，并且所述全桥谐振变换器具有集成分离谐振电容的质量因数限制器，图2示出了作为全桥谐振变换器的谐振模式功率供应的第二示例性实施例，其中所述全桥谐振变换器具有多绕组电感器，并且所述全桥谐振变换器具有集成多绕组电感器的质量因数限制器，图3示出了作为半桥谐振变换器的谐振模式功率供应的第三示例性实施例，其中所述半桥谐振变换器具有多绕组电感器，并且所述全桥谐振变换器具有集成分离谐振电容的质量因数限制器，图4示出了作为半桥谐振变换器的谐振模式功率供应的第四示例性实施例，其中所述半桥谐振变换器具有多绕组电感器，并且所述全桥谐振变换器具有集成多绕组电感器的质量因数限制器，图5示出了在全负载以及标称输出电压和电流的情况下的谐振模式功率供应的第一实施例中的电流和电压的波形，图6示出了具有短路输出和标称输出电流的谐振模式功率供应的第一实施例中的电流和电压的波形，图7示出了在标称输出电压情况下的以2%的标称负载加载的谐振模式功率供应的第一实施例中的电流和电压的波形。【具体实施方式】图1示出了作为全桥谐振变换器的谐振模式功率供应的第一示例性实施例，其中所述全桥谐振变换器具有多绕组电感器，并且全桥谐振变换器具有集成分离谐振电容的质量因数限制器。所述谐振模式功率供应包括在桥配置中连接的电流开关的组件K1、K2、K3、Κ4。在桥中，对角连接串行谐振电路，其一部分是多绕组电感器DL1，通过所述多绕组电感器DL1，负载连接到所述谐振模式功率供应。谐振模式功率供应还包括控制器C，该控制器C响应于输出电压和/或电流监控电路SMC的指示，通过控制开关组件Κ1、Κ2、Κ3、Κ4的开关频率，稳定输出电压或电流。串行谐振电路包括限制谐振电路质量因数且通过二极管整流器DR2连接到供应电压Usup的能量再循环电路ERC1。ERC1电路针对过电压和过电流对谐振模式功率供应结构提供保护，这是因为在短暂的状态中，其将在谐振电路中存储的多余的能量馈送回供应源。谐振模式功率供应进一步包括电流监控电路CMC，该电流监控电路CMC适用于监控谐振电路能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振模式功率供应，包括以桥或半桥配置连接的开关组件、以桥或半桥对角连接的串行谐振电路以及控制器，通过多绕组电感器形成串行谐振电路的一部分，通过所述多绕组电感器连接负载，并且所述控制器被配置为通过控制所述开关组件的开关频率来稳定输出电压或电流，其特征在于，所述串行谐振电路包括能量再循环电路（ERC1）和电流监控电路（CMC），所述能量再循环电路用于限制谐振电路质量因数并通过二极管整流器（DR2）连接到供应电压节点，并且所述电流监控电路被配置为监控所述再循环电路电流（Ilim），并且通过所述控制器（C），改变所述开关组件（K1、K2、K3、K4）的开关频率，以便在所述能量自循环电路（ERC1）中的所述电流（llim）超过阈值时，减小供应到所述谐振电路的功率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：切扎里·沃雷克，
申请(专利权)人：克拉科夫大学，
类型：发明
国别省市：波兰;PL