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专利号: 2017109280783
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统,其特征在于:所述含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统包括直流输出电源、第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元、函数发生器、分段控制器、受控电流源和第1电压型负载至第N电压型负载;

所述函数发生器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连,其端口f输出电流控制信息,其端口f的输出电压vf是直流输出电源输出电压vo的任意函数;

所述分段控制器的端口vc与直流输出电源的正端vo+相连,根据直流输出电源输出电压vo决定第1电压型负载至第N电压型负载的接入状态,由其端口e1至en分别控制第1阻抗补偿单元至第N阻抗补偿单元的关断状态;

所述受控电流源的端口f接收来自函数发生器的电流控制信息,并转化成流过其端口s+和s-的工作电流,其端口d输出其端口s+和s-之间的工作电压差信息;

第J阻抗补偿单元的端口ej接收来自分段控制器的关断信息,其端口cj接收来自函数发生器的电流控制信息,其端口dj接收来自受控电流源的工作电压差信息,导通时其端口aj与bj之间的工作电压差由分段控制器的关断信息、函数发生器的电流控制信息和受控电流源的工作电压差信息共同确定,J的取值范围是1至N,j的取值范围是1至n。

2.如权利要求1所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统,其特征在于:所述直流输出电源的正端vo+同时与所述第1阻抗补偿单元的端口a1至第N阻抗补偿单元的端口an、函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连,所述第1阻抗补偿单元的端口b1至第N阻抗补偿单元的端口bn分别与第1电压型负载的正端l1+至第N电压型负载的正端ln+相连,第K电压型负载的负端lk-与第K-1电压型负载的正端lk-1+相连,K的取值范围是2至N,k的取值范围是2至n,第1电压型负载的负端l1-与受控电流源的端口s+相连,受控电流源的端口s-与直流输出电源的负端vo-相连,受控电流源的端口d同时与第1阻抗补偿单元的端口d1至第N阻抗补偿单元的端口dn相连,函数发生器的端口f同时与受控电流源的端口f以及第1阻抗补偿单元的端口c1至第N阻抗补偿单元的端口cn相连,分段控制器的端口e1至en分别与第1阻抗补偿单元的端口e1至第N阻抗补偿单元的端口en相连。

3.如权利要求2所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统,其特征在于:所述第J阻抗补偿单元,J的取值范围是1至N,包括PNP型BJT管Qja1、NPN型BJT管Qja2、NPN型BJT管Qja3、NPN型BJT管Qja4、电阻Rja1、电阻Rja2、电阻Rja3、电阻Rja4和电阻Rja5,j的取值范围是1至n,PNP型BJT管Qja1的发射极与所述第J阻抗补偿单元的端口aj相连,PNP型BJT管Qja1的集电极与第J阻抗补偿单元的端口bj相连,PNP型BJT管Qja1的基极与电阻Rja1的一端相连,电阻Rja1的另一端与NPN型BJT管Qja2的集电极相连,NPN型BJT管Qja2的基极同时与NPN型BJT管Qja4的集电极、电阻Rja2的一端以及电阻Rja3的一端相连,电阻Rja2的另一端与第J阻抗补偿单元的端口cj相连,电阻Rja3的另一端与NPN型BJT管Qja3的集电极相连,NPN型BJT管Qja3的基极与电阻Rja4的一端相连,电阻Rja4的另一端与第J阻抗补偿单元的端口dj相连,NPN型BJT管Qja4的基极与电阻Rja5的一端相连,电阻Rja5的另一端与第J阻抗补偿单元的端口ej相连,NPN型BJT管Qja2的发射极、NPN型BJT管Qja3的发射极、NPN型BJT管Qja4的发射极均与所述直流输出电源的负端vo-相连。

4.如权利要求2或3所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统,其特征在于:所述受控电流源包括NPN型BJT管Qsa1、稳压管Zsa1和电阻Rsa1,NPN型BJT管Qsa1的集电极和稳压管Zsa1的阴极同时与所述受控电流源的端口s+相连,稳压管Zsa1的阳极与受控电流源的端口d相连,NPN型BJT管Qsa1的基极与电阻Rsa1的一端相连,电阻Rsa1的另一端与受控电流源的端口f相连,NPN型BJT管Qsa1的发射极与受控电流源的端口s-相连。

5.如权利要求2或3所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统,其特征在于:所述受控电流源包括NPN型BJT管Qsb1、电阻Rsb1、电阻Rsb2、电阻Rsb3和二极管Dsb1,NPN型BJT管Qsb1的集电极和电阻Rsb2的一端同时与所述受控电流源的端口s+相连,电阻Rsb2的另一端同时与二极管Dsb1的阳极和电阻Rsb3的一端相连,二极管Dsb1的阴极与受控电流源的端口d相连,NPN型BJT管Qsb1的基极与电阻Rsb1的一端相连,电阻Rsb1的另一端与受控电流源的端口f相连,NPN型BJT管Qsb1的发射极和电阻Rsb3的另一端同时与受控电流源的端口s-相连。

6.如权利要求1所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统,其特征在于:所述直流输出电源的正端vo+同时与受控电流源的端口s+、函数发生器的端口vc以及分段控制器的端口vc相连,所述受控电流源的端口s-与第1电压型负载的正端l1+相连,第K电压型负载的负端lk-与第K+1电压型负载的正端lk+1+相连,K的取值范围是1至N-1,k的取值范围是1至n-1,第1电压型负载的负端l1-至第N电压型负载的负端ln-还分别与所述第1阻抗补偿单元的端口a1至第N阻抗补偿单元的端口an相连,第1阻抗补偿单元的端口b1至第N阻抗补偿单元的端口bn均与直流输出电源的负端vo-相连,受控电流源的端口d同时与第1阻抗补偿单元的端口d1至第N阻抗补偿单元的端口dn相连,函数发生器的端口f同时与受控电流源的端口f以及第1阻抗补偿单元的端口c1至第N阻抗补偿单元的端口cn相连,分段控制器的端口e1至en分别与第1阻抗补偿单元的端口e1至第N阻抗补偿单元的端口en相连。

7.如权利要求6所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统,其特征在于:所述第J阻抗补偿单元,J的取值范围是1至N,包括NPN型BJT管Qjb1、NPN型BJT管Qjb2、NPN型BJT管Qjb3、电阻Rjb1、电阻Rjb2、电阻Rjb3和电阻Rjb4,j的取值范围是1至n,NPN型BJT管Qjb1的集电极与所述第J阻抗补偿单元的端口aj相连,NPN型BJT管Qjb1的基极同时与电阻Rjb1的一端、电阻Rjb2的一端以及NPN型BJT管Qjb3的集电极相连,电阻Rjb1的另一端与第J阻抗补偿单元的端口cj相连,电阻Rjb2的另一端与NPN型BJT管Qjb2的集电极相连,NPN型BJT管Qjb2的基极与电阻Rjb3的一端相连,电阻Rjb3的另一端与第J阻抗补偿单元的端口dj相连,NPN型BJT管Qjb3的基极与电阻Rjb4的一端相连,电阻Rjb4的另一端与第J阻抗补偿单元的端口ej相连,NPN型BJT管Qjb1的发射极、NPN型BJT管Qjb2的发射极、NPN型BJT管Qjb3的发射极均与第J阻抗补偿单元的端口bj相连。

8.如权利要求6或7所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统,其特征在于:所述受控电流源包括PNP型BJT管Qsc1、PNP型BJT管Qsc2、NPN型BJT管Qsc3、NPN型BJT管Qsc4、稳压管Zsc1、电阻Rsc1、电阻Rsc2、电阻Rsc3和电阻Rsc4,PNP型BJT管Qsc1的发射极、电阻Rsc1的一端、PNP型BJT管Qsc2的发射极均与所述受控电流源的端口s+相连,PNP型BJT管Qsc1的基极与电阻Rsc2的一端相连,电阻Rsc2的另一端与NPN型BJT管Qsc3的集电极相连,NPN型BJT管Qsc3的发射极与NPN型BJT管Qsc4的集电极相连,NPN型BJT管Qsc3的基极与电阻Rsc3的一端相连,NPN型BJT管Qsc4的基极与电阻Rsc4的一端相连,电阻Rsc3的另一端和电阻Rsc4的另一端均与受控电流源的端口f相连,NPN型BJT管Qsc4的发射极与所述直流输出电源的端口vo-相连,PNP型BJT管Qsc1的集电极和稳压管Zsc1的阳极均与受控电流源的端口s-相连,稳压管Zsc1的阴极同时与电阻Rsc1的另一端以及PNP型BJT管Qsc2的基极相连,PNP型BJT管Qsc2的集电极与受控电流源的端口d相连。

9.如权利要求6或7所述的含阻抗补偿单元的分段式直流供电系统,其特征在于:所述受控电流源包括PNP型BJT管Qsc1、PNP型BJT管Qsc2、NPN型BJT管Qsc3、NPN型BJT管Qsc4、电阻Rsc5、电阻Rsc1、电阻Rsc2、电阻Rsc3和电阻Rsc4,PNP型BJT管Qsc1的发射极、电阻Rsc1的一端、PNP型BJT管Qsc2的发射极均与所述受控电流源的端口s+相连,PNP型BJT管Qsc1的基极与电阻Rsc2的一端相连,电阻Rsc2的另一端与NPN型BJT管Qsc3的集电极相连,NPN型BJT管Qsc3的发射极与NPN型BJT管Qsc4的集电极相连,NPN型BJT管Qsc3的基极与电阻Rsc3的一端相连,NPN型BJT管Qsc4的基极与电阻Rsc4的一端相连,电阻Rsc3的另一端和电阻Rsc4的另一端均与受控电流源的端口f相连,NPN型BJT管Qsc4的发射极与所述直流输出电源的端口vo-相连,PNP型BJT管Qsc1的集电极和电阻Rsc5的一端均与受控电流源的端口s-相连,电阻Rsc5的另一端同时与电阻Rsc1的另一端以及PNP型BJT管Qsc2的基极相连,PNP型BJT管Qsc2的集电极与受控电流源的端口d相连。