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专利号: 2020111046269
申请人: 西华大学
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种支持直流电流源输入的单级隔离式变换器,其特征在于,包括:与直流电流源连接的转换电路,用于将所述直流电流源输出的第一直流电流源转换为第一交流电,所述转换电路中包括用于控制所述转换电路的输出电压的开关管;

与所述转换电路连接的电压变换电路,用于将所述第一交流电进行电压变换以为负载供电;

与所述电压变换电路的输出端连接的控制器,用于获取所述电压变换电路的输出电压,与预先设置的标准信号进行比较,并根据比较结果控制所述开关管的占空比;

与所述控制器连接的辅助供电电路,用于在所述变换器启动时和所述变换器稳定工作时,为所述控制器提供启动电压和工作电压;

与所述转换电路并联的预充电电路,用于在所述支持直流电流源输入的单级隔离式变换器启动的情况下,通过所述预充电电路的第一稳压管被击穿后产生的电压,向所述辅助供电电路提供所述启动电压,在所述支持直流电流源输入的单级隔离式变换器向所述负载稳定供电的情况下,所述预充电电路停止工作;

其中,所述预充电电路停止工作时,所述电压变换电路向所述辅助供电电路提供所述工作电压;

所述电压变换电路包括:变压器及整流电路;

所述变压器,用于对所述第一交流电经过变压处理后,转化为第二交流电;

所述整流电路,用于将所述第二交流电转化为所述输出电压后,向所述负载供电;

所述预充电电路还包括:第一电容、第一二极管、第一电阻;其中,所述第一电容与所述第一稳压管并联,所述第一电容的第一端与所述第一二极管的阳极连接,所述第一电容的第二端接地,所述第一电阻的第一端与所述第一二极管的阴极连接,所述第一电阻的第二端与所述辅助供电电路连接;

所述变压器的原边包含两组线圈,所述变压器的副边包含一组线圈;其中,所述原边的第一线圈与所述转换电路的输出端连接,所述原边的第二线圈与所述辅助供电电路连接,所述副边的线圈与所述整流电路连接;

所述辅助供电电路包括:第一整流桥、稳压器、第四电容、第五电容、第二稳压管及第四电阻;其中,所述第一整流桥的第一端与所述稳压器的第二端以及所述第五电容的第一端连接,所述第一整流桥的第二端与所述第五电容第二端以及地电位连接,所述第一整流桥的第三端与所述第二线圈的同名端连接,所述第一整流桥的第四端与所述第二线圈的异名端连接,所述稳压器的第一端与所述第四电容的第一端连接,所述稳压器的第三端接地,所述第四电容的第二端接地,所述第二稳压管的阴极与所述第一电阻的第二端连接,所述第二稳压管的阳极与所述第四电阻的第一端以及所述控制器中的控制器启动引脚连接,所述第四电阻的第二端接地;

所述第一整流桥,用于在所述支持直流电流源输入的单级隔离式变换器向所述负载稳定供电的情况下,将所述电压变换电路提供的第三交流电转化为第二直流电;其中,所述第一整流桥的第一端和第二端分别为所述第一整流桥输出直流电压的正极输出端和负极输出端;所述第一整流桥的第三端和第四端为所述第一整流桥的交流输入端;

所述稳压器,用于将所述第二直流电进行稳压处理后,向所述控制器提供稳定的所述工作电压;其中所述稳压器的第一端、第二端以及第三端分别为所述稳压器的输出端、输入端以及接地端。

2.根据权利要求1所述的支持直流电流源输入的单级隔离式变换器,其特征在于,所述转换电路包括:滤波电感、第一电感、第二电感、第一开关管、第二开关管以及吸收电路;其中,所述吸收电路包括第三二极管、第四二极管、第二电容、第三电容、第二电阻及第三电阻,所述滤波电感的第一端与所述第一电容的第一端连接,所述滤波电感的第二端与所述第一电感的第一端及所述第二电感的第一端连接,所述第一电感的第二端与所述第一开关管的漏极、所述第一线圈的同名端、所述第三二极管的阳极连接,所述第一开关管的源极与所述第二电容的第二端、所述第二电阻的第二端以及地电位连接,所述第三二极管的阴极与所述第二电容的第一端以及所述第二电阻的第一端连接,所述第二电感的第二端与所述第一线圈的异名端、所述第二开关管的漏极、所述第四二极管的阳极连接,所述第二开关管的源极与所述第三电容的第二端、所述第三电阻的第二端以及地电位连接,所述第四二极管的阴极与所述第三电容的第一端及所述第三电阻的第一端连接。

3.根据权利要求2所述的支持直流电流源输入的单级隔离式变换器,其特征在于,所述控制器包括:误差放大器、PI控制器、基准电压源、比较器、锯齿波产生器、RS触发器、固定频率方波产生器、D触发器、第一或非门、第二或非门、第一非门及第二非门;其中,所述误差放大器的反相端与所述电压变换电路的输出端连接,所述误差放大器的同相端与所述基准电压源的正极连接,所述基准电压源的负极接副边地,所述PI控制器的第一端与所述误差放大器的输出端连接,所述PI控制器的第二端与所述误差放大器的反相端连接,所述比较器的反相端与所述误差放大器的输出端连接,所述比较器的同相端与所述锯齿波产生器连接,所述RS触发器的复位端与所述比较器的输出端连接,所述RS触发器的置位端与所述固定频率方波产生器连接,所述RS触发器的第一输出端与所述D触发器的时钟端、所述第一或非门的第二输入端以及所述第二或非门的第二输入端连接,所述D触发器的输入端与所述第二或非门的第一输入端连接,所述D触发器的第一输出端与所述第一或非门的第一输入端连接,所述D触发器的第二输出端与所述第二或非门的第一输入端连接,所述第一或非门的输出端与所述第一非门的输入端连接,所述第二或非门的输出端与所述第二非门的输入端连接,所述第一非门的输出端与所述第一开关管的栅极连接,所述第二非门的输出端与所述第二开关管的栅极连接,所述第一非门和所述第二非门的控制器启动引脚分别与第二稳压管的阳极连接。

4.根据权利要求3所述的支持直流电流源输入的单级隔离式变换器,其特征在于,还包括:输出电压采样电路;其中,所述输出电压采样电路包括第五电阻和第六电阻,所述第五电阻的第一端与所述电压变换电路的输出端正极连接,所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接,所述第六电阻的第二端与输出端负极和副边地连接;

所述误差放大器的反相端与所述电压变换电路的输出端连接具体为:所述误差放大器的反相端与所述第五电阻和所述第六电阻的公共端连接。

5.根据权利要求1所述的支持直流电流源输入的单级隔离式变换器,其特征在于,所述变压器具体为隔离式变压器。

6.根据权利要求1所述的支持直流电流源输入的单级隔离式变换器,其特征在于,所述稳压器具体为线性稳压器。