專利名稱：一種基于過流保護(hù)的dc/dc并聯(lián)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于過流保護(hù)的DC/DC并聯(lián)電路，適用于航天器用DC/DC變換器的并聯(lián)，也可用于其它DC/DC變換器的并聯(lián)。
背景技術(shù)：
隨著航天技術(shù)的飛速發(fā)展，航天器電源系統(tǒng)的功率容量不斷增加，單臺(tái)的大功率電源在設(shè)計(jì)和制造中存在很大的困難，成本也不合算，可靠性和穩(wěn)定性也難以保障。而多臺(tái)開關(guān)電源的并聯(lián)系統(tǒng)能很好的克服這些缺點(diǎn)，并具有單臺(tái)電源所不具備的優(yōu)點(diǎn)。多臺(tái)開關(guān)電源的并聯(lián)系統(tǒng)的輸出功率具有可擴(kuò)展性?？梢杂蒒+n臺(tái)變換器并聯(lián)，其中N臺(tái)用于供給負(fù)載所需的電流，η臺(tái)為后備變換器。當(dāng)正在工作的變換器即使有η臺(tái)出現(xiàn)故障，電源系統(tǒng)仍然能夠提供100%的負(fù)載電流。除了具有冗余技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)外，還可以實(shí)現(xiàn)熱更換，保證系統(tǒng)在不斷電的情況下更換系統(tǒng)的失效變換器，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性。在多電源變換器并聯(lián)使用過程中，各個(gè)變換器之間的均流問題非常重要。目前，并聯(lián)均流技術(shù)的方法有很多，有斜率下垂法、主從設(shè)置法、自動(dòng)均流法、數(shù)字控制均流法等等， 在民用領(lǐng)域，多種均流技術(shù)均有所應(yīng)用。作為航天電源應(yīng)用技術(shù)，首先它能保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，此外不能降低系統(tǒng)可靠性，相反，應(yīng)盡可能地提高可靠性，因此并聯(lián)方法應(yīng)力求簡(jiǎn)單可靠。在航天電源中對(duì)于其輸出電壓調(diào)整率要求不高、并且不降低可靠性的并聯(lián)系統(tǒng)中，采用斜率下垂法可實(shí)現(xiàn)DC/DC變換器的并聯(lián)。斜率下垂法方法簡(jiǎn)單，并聯(lián)變換器之間不需要均流母線，屬于開環(huán)控制，簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，其缺點(diǎn)是調(diào)整精度差，每個(gè)變換器必須個(gè)別調(diào)整，而且變換器間可能有電流不平衡現(xiàn)象，例如，一個(gè)變換器可能承受的電流較大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行于限流點(diǎn)附近，而另一些變換器可能承受小部分電流。使得長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行于限流點(diǎn)附近的變換器壽命縮短，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于過流保護(hù)的DC/DC并聯(lián)電路，將DC/DC變換器自身的過流保護(hù)特性和二極管正向V-I特性有效結(jié)合， 實(shí)現(xiàn)了 DC/DC變換器的并聯(lián)控制，提高了并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性和安全性。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是—種基于過流保護(hù)的DC/DC并聯(lián)電路，包括第一 DC/DC變換器、第二 DC/DC變換器、二極管Dl和二極管D2 ；第一 DC/DC變換器的輸入正端和第二 DC/DC變換器的輸入正端連接在一起，第一 DC/DC變換器的輸入負(fù)端和第二 DC/DC變換器的輸入負(fù)端連接在一起，第一 DC/DC變換器的輸出正端連接二極管Dl的陽極，第二 DC/DC變換器的輸出正端與二極管 D2的陽極連接，二極管Dl的陰極和二極管D2的陰極連接在一起，第一 DC/DC變換器的輸出負(fù)端和第二 DC/DC變換器的輸出負(fù)端連接在一起并接地。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于[0009]本實(shí)用新型將DC/DC變換器自身的過流保護(hù)特性和二極管正向V-I特性有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了 DC/DC變換器的并聯(lián)控制。不需要專門設(shè)計(jì)的均流控制電路，控制方式簡(jiǎn)單，可靠性高，不影響并聯(lián)系統(tǒng)中DC/DC變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)，可以拓展到η臺(tái)變換器并聯(lián)，組成多臺(tái)并聯(lián)冗余系統(tǒng)或者通過更改并聯(lián)系統(tǒng)中DC/DC變換器的種類和數(shù)目，可以實(shí)現(xiàn)多種功率輸出的目的，滿足不同負(fù)載的供電需求。

圖1為本實(shí)用新型方法的電路原理圖；圖2為本實(shí)用新型擴(kuò)展DC/DC變換器數(shù)量的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，為本實(shí)用新型一種基于過流保護(hù)的DC/DC并聯(lián)電路實(shí)現(xiàn)并聯(lián)的系統(tǒng)組成原理圖。包括第一 DC/DC變換器(直流到直流變換器)、第二 DC/DC變換器、二極管Dl 和二極管D2 ；第一 DC/DC變換器的輸入正端和第二 DC/DC變換器的輸入正端連接在一起， 第一 DC/DC變換器的輸入負(fù)端和第二 DC/DC變換器的輸入負(fù)端連接在一起，第一 DC/DC變換器的輸出正端連接二極管Dl的陽極，第二 DC/DC變換器的輸出正端與二極管D2的陽極連接，二極管Dl的陰極和二極管D2的陰極連接在一起，第一 DC/DC變換器的輸出負(fù)端和第二 DC/DC變換器的輸出負(fù)端連接在一起并接地。所述DC/DC變換器包括主功率回路、輔助電源、主控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、電壓反饋和電流采樣電路。主功率回路對(duì)外部的輸入電壓進(jìn)行變換后隔離輸出，輔助電源對(duì)外部的輸入電壓進(jìn)行變換并隔離輸出后對(duì)主控制電路供電；電流取樣對(duì)主功率回路的輸入電流隔離采樣送至主控制電路，同時(shí)主控制電路對(duì)主功率回路的輸出電壓進(jìn)行采樣，并根據(jù)所述輸出電壓和輸入電流信號(hào)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，并經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)主功率回路。通過調(diào)整反饋電壓信號(hào)來調(diào)整輸出電壓，調(diào)整電流采樣電路來調(diào)整過流保護(hù)值。所述電壓反饋電路對(duì)輸出電壓直接采樣，經(jīng)過電阻分壓后接到運(yùn)算放大器的反相輸入端，與同相輸入端的電壓給定值比較后，再與輸入電流信號(hào)比較，產(chǎn)生所需的脈沖信號(hào)。通過調(diào)整分壓電阻值可以調(diào)整輸出電壓。分別調(diào)整電壓反饋電路的分壓電阻值，使各變換器輸出電壓VOUT基本相同。所述電流采樣電路通過電流取樣變壓器得到原邊的電流，經(jīng)過電流-電壓變換、 分壓、濾波送到芯片的電流檢測(cè)端，可以調(diào)整分壓電路中的分壓電阻對(duì)電源變換器的限流點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，將輸出功率限制在電源變換器的額定功率內(nèi)。兩塊變換器輸出通過二極管隔離后直接相連，利用二極管正向V-I特性來自動(dòng)調(diào)節(jié)變換器輸出阻抗，使得兩塊變換器的外特性傾斜近似一致；當(dāng)其中的一塊輸出電流增大時(shí)，與它輸出側(cè)串聯(lián)的二極管正向壓降增大，使得該變換器輸出電壓下降，即外特性向下傾斜，接近另一塊變換器的外特性，使其輸出電流增大，實(shí)現(xiàn)近似均流。同時(shí)由于各變換器的限流點(diǎn)設(shè)置在額定輸出功率范圍內(nèi)，每個(gè)變換器的最大輸出功率也不會(huì)超過其額定輸出功率，從而不會(huì)降低整個(gè)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性。本實(shí)用新型基于過流保護(hù)的DC/DC并聯(lián)電路，可以拓展為多臺(tái)并聯(lián)系統(tǒng)，如圖2所示，包括η塊彼此獨(dú)立的DC/DC變換器，輸入正線和回線分別相連，輸出回線相連，DC/DC1輸
4出正線與二極管Dl陽極相連，DC/DC2輸出正線與二極管D2陽極相連，DC/DCn輸出正線與二極管Dn陽極相連，η只二極管的陰極相連。分別調(diào)整電壓反饋電路的分壓電阻值，使各變換器輸出電壓VOUT基本相同。對(duì)各變換器的限流點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，將輸出功率限制在各變換器的額定功率內(nèi)。當(dāng)并聯(lián)變換器中的一塊輸出電流增大時(shí)，與它輸出側(cè)串聯(lián)的二極管正向壓降增大，使得該變換器輸出電壓下降，即外特性向下傾斜，接近其他變換器的外特性，從而使其他變換器的輸出電流增大，實(shí)現(xiàn)近似均流，組成多臺(tái)并聯(lián)冗余系統(tǒng)。DC/DC變換器可以根據(jù)需要更改變換器種類，構(gòu)成各種輸出功率并聯(lián)系統(tǒng)。 本實(shí)用新型說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)或者不屬于本實(shí)用新型描述范圍。
權(quán)利要求1. 一種基于過流保護(hù)的DC/DC并聯(lián)電路，其特征在于包括第一 DC/DC變換器、第二 DC/DC變換器、二極管Dl和二極管D2 ；第一 DC/DC變換器的輸入正端和第二 DC/DC變換器的輸入正端連接在一起，第一 DC/DC變換器的輸入負(fù)端和第二 DC/DC變換器的輸入負(fù)端連接在一起，第一 DC/DC變換器的輸出正端連接二極管Dl的陽極，第二 DC/DC變換器的輸出正端與二極管D2的陽極連接，二極管Dl的陰極和二極管D2的陰極連接在一起，第一 DC/DC 變換器的輸出負(fù)端和第二 DC/DC變換器的輸出負(fù)端連接在一起并接地。
專利摘要一種基于過流保護(hù)的DC/DC并聯(lián)電路，包括兩個(gè)DC/DC變換器和兩個(gè)二極管，DC/DC變換器的輸入正端、輸入負(fù)端、輸出負(fù)端分別相連，輸出正端分別與二極管D1和D2的陽極相連，兩只二極管陰極相連；各并聯(lián)DC/DC變換器輸出功率限制在其最大輸出功率范圍內(nèi)，保證其安全可靠工作；二極管的正向V-I特性可以自動(dòng)調(diào)節(jié)變換器輸出阻抗，使得各變換器的外特性傾斜近似一致，實(shí)現(xiàn)近似均流。該并聯(lián)電路不需要額外設(shè)計(jì)并聯(lián)均流電路，并聯(lián)方式簡(jiǎn)單可靠，易于實(shí)現(xiàn)，并且可以拓展到n臺(tái)變換器，根據(jù)需要構(gòu)成多臺(tái)并聯(lián)冗余系統(tǒng)；同時(shí)還可以利用現(xiàn)有電源品種，拓展出多種容量的大功率DC/DC變換器，增加國(guó)內(nèi)宇航級(jí)DC/DC變換器的供電品種，滿足不同負(fù)載需求。
文檔編號(hào)H02M3/08GK202172360SQ20112025712
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者王儒, 王金巧, 郭傳偉 申請(qǐng)人:北京衛(wèi)星制造廠