本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種雙管串聯(lián)反激式開關(guān)電源。

背景技術(shù)：

在光伏發(fā)電系統(tǒng)、充電樁系統(tǒng)、智能微電網(wǎng)系統(tǒng)中，有著電壓較高的直流母線或是電壓波動范圍大的直流母線，其直流電壓可能在200VDC到1000VDC，甚至更高。因此對這些系統(tǒng)中輔助電源的設(shè)計與要求帶來挑戰(zhàn)，這些系統(tǒng)要求輔助電源的輸入不僅能適應(yīng)高的直流電壓輸入，還要能適應(yīng)大范圍波動直流母線電壓?；诖嗽?，需要一種可以滿足這兩種情況的開關(guān)電源來作為這類些系統(tǒng)的輔助電源，來解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，提出一種能夠在直流母線電壓在1000V的情況下工作、還能夠滿足直流母線電壓寬范圍波動時也可以正常工作輸出的雙管串聯(lián)反激式開關(guān)電源。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的雙管串聯(lián)反激式開關(guān)電源，包括：

輸入濾波電路，用于對直流母線的高電壓進(jìn)行濾波，其輸出端與雙管串聯(lián)反激電路的輸入端連接；

雙管串聯(lián)反激電路，包括主變壓器和兩只串聯(lián)的MOS管，雙管串聯(lián)反激電路的輸出端與輸出濾波電路的輸入端連接，雙管串聯(lián)反激電路從直流母線上取電，并受驅(qū)動變壓器控制其兩只MOS管的導(dǎo)通與關(guān)斷以進(jìn)行主變壓器充電與反激式放電；

輸出濾波電路，用于對雙管串聯(lián)反激電路輸出的電壓進(jìn)行濾波，

回路控制電路，其輸入端與輸出濾波電路的輸出端連接，回路控制電路的輸出端通過驅(qū)動變壓器與所述雙管串聯(lián)反激電路的控制端連接，回路控制電路向驅(qū)動變壓器發(fā)送PWM信號；

驅(qū)動變壓器，用于接收所述回路控制電路輸出的PWM信號，并同時驅(qū)動雙管反激電路中的兩只MOS管。

本發(fā)明提供的雙管串聯(lián)反激式開關(guān)電源，在雙管串聯(lián)反激電路中串聯(lián)兩只MOS管，可以使整個回路承受的電壓更大，本發(fā)明電壓輸入范圍更寬，能夠更加適用于電壓較高的直流母線系統(tǒng)中；每只MOS管所承受電壓相對單管來說降低一半，本發(fā)明可靠性更高、故障率更低；此外，通過驅(qū)動變壓器驅(qū)動串聯(lián)的兩支MOS管，控制驅(qū)動信號回路跟功率MOS管回路隔離，使驅(qū)動電路更加穩(wěn)定可靠。

附圖說明

圖1為雙管串聯(lián)反激式開關(guān)電源的電路框圖；

圖2為雙管串聯(lián)反激式開關(guān)電源的輸入濾波電路、雙管串聯(lián)反激電路、輸出濾波電路和驅(qū)動變壓器電路的原理圖；

圖3為雙管串聯(lián)反激式開關(guān)電源的回路控制電路原理圖。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

具體實施方式

參見圖1和圖2，雙管串聯(lián)反激式開關(guān)電源包括輸入慮波電路1、雙管串聯(lián)反激電路2、輸出濾波電路3、回路控制電路4和驅(qū)動變壓器T1。輸入慮波電路1的輸入端連接直流母線，輸出端與雙管串聯(lián)反激電路2的輸入端連接，用于對直流母線的高電壓進(jìn)行濾波。輸入慮波電路1包括三只并聯(lián)連接的濾波電容C1、C2和C4，濾波電容C1的一端連接直流母線，濾波電容C4的一端接地，濾波電容C2的兩端分別連接濾波電容C1的另一端和濾波電容C4的另一端。每只濾波電容可以承受更大的輸入電壓，最高達(dá)到1000V以上。每只濾波電容并聯(lián)兩只電阻，濾波電容C1與電阻R1、R2并聯(lián)，濾波電容C2與電阻R3、R4并聯(lián)，濾波電容C4與電阻R5、R6并聯(lián)，三只濾波電容兩端電壓相等。輸入慮波電路用于對直流母線的高電壓進(jìn)行濾波，采用多只濾波電容串聯(lián)分壓，并通過每只濾波電容并聯(lián)的電阻來控制分壓值。

雙管串聯(lián)反激電路2包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、主變壓器T2、電流采樣電阻R9、第一二極管D1和供電電路，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2均為N溝道MOS管，主變壓器T2為高頻變壓器，包括二個初級繞組和一個次級繞組。第一MOS管Q1的漏極連接直流母線，主變壓器T2的上初級繞組一端連接第一MOS管Q1的原極，另一端連接第二MOS管Q2的漏極。驅(qū)動變壓器T1包括一個原邊線圈和兩個次副邊線圈，驅(qū)動變壓器T1的上次副邊線圈的兩端分別連接第一MOS管Q1的門極和源極，驅(qū)動變壓器T1的下次副邊線圈的兩端分別連接第二MOS管Q2的門極和源極。第二MOS管Q2的源極串接電流采樣電阻R9后接地，電流采樣電阻R9用來采樣主變壓器T2初級的電流。第一二極管D1與主變壓器T2的次級繞組串聯(lián)，主變壓器T2的次級繞組一端連接第一二極管D1的正極，另一端接地，第一二極管D1的負(fù)極端為雙管串聯(lián)反激電路的輸出端，該輸出端與輸出濾波電路的輸入端連接。雙管串聯(lián)反激電路2從直流母線上取電，并受驅(qū)動變壓器T1控制其兩只MOS管的導(dǎo)通與關(guān)斷以進(jìn)行主變壓器T2充電與反激式放電。相比傳統(tǒng)反激電路，本發(fā)明在雙管串聯(lián)反激電路中多串入一只MOS管，每只MOS管承受一定壓力，使整個系統(tǒng)直流母線壓力可以更大，電壓輸入范圍更大。

供電電路用于給回路控制電路4供電，包括電阻R8、電容C6、三極管Q3、電阻R10、電容C5、電阻R7和第二二級管D2，第二二級管D2的正極與主變壓器T2的下初級繞組的一端連接。電阻R8和電容C6是啟動時供電，啟動后就由第二二級管D2，電阻R7、電阻R10、電容C5和三極管Q3進(jìn)行供電。

輸出濾波電路3包括輸出電容C3，輸出電容C3與第一二極管D1、主變壓器T2的次級繞組并聯(lián)。輸出濾波電路對雙管串聯(lián)反激電路輸出的電壓進(jìn)行濾波，使輸出電容C3兩端輸出穩(wěn)定的直流電壓。

參見圖3，回路控制電路4包括反饋信號電路和控制電路，反饋信號電路的輸入端與輸出濾波電路3的輸出端連接，反饋信號電路將反饋信號送入控制電路?？刂齐娐返碾娫垂芾硇酒琔3的第6腳驅(qū)動控制信號輸入端DRV_OUT與圖1所示驅(qū)動變壓器T1的原邊線圈連接，控制電路接收反饋信號，向驅(qū)動變壓器T1的原邊線圈發(fā)送PWM信號。驅(qū)動變壓器T1的原邊線圈與兩個次副邊線圈同相位，PWM信號通過驅(qū)動變壓器T1變?yōu)閮山M同相信號從驅(qū)動變壓器T1的兩個次副邊線圈輸出，輸出的兩組同相信號分別控制雙管串聯(lián)反激電路中的第一MOS管Q1和第二MOS管Q2。

反饋信號電路包括光電耦合器U1、第二芯片U2和外圍電路，光電耦合器U1用于輸出傳輸電信號的光電隔離。第二芯片U2采用TL431芯片，用于采集輸出電壓，與其內(nèi)部參考電壓值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果通過光電耦合器U1隔離后送入電源控制器芯片U3。外圍電路包括由電阻R13和R18組成的為分壓電路，由電阻R11和和電容C8組成的是微分電路以及電阻R12、電容C7和電容C9組成的積分電路，分壓電路對輸出濾波電路輸出的電壓進(jìn)行分壓。反饋信號電路將反饋信號送入控制電路的電源控制芯片U3中。反饋信號由R13和R18分壓產(chǎn)生，將輸出濾波電路的輸出電壓信號采集后反饋到控制電路，通過光電耦合器U1的信號隔離。

控制電路包括電源控制芯片U3及其外圍電路，電源控制芯片U3采用UC2844D8芯片，其第6腳為驅(qū)動控制信號輸入端DRV_OUT，能發(fā)出PWM信號，其第3腳為Isen端。外圍電路包括電阻R17、電阻R19、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13和電容C14。驅(qū)動變壓器T1的原邊線圈一端連接電源控制芯片U3的第6腳，另一端接地?？刂齐娐方邮辗答佇盘枺ㄟ^電源管理芯片U3的第6腳發(fā)出PWM信號，PWM信號進(jìn)入驅(qū)動變壓器T1的原邊線圈，PWM信號通過驅(qū)動變壓器T1來同時驅(qū)動雙管反激電路中的第一MOS管Q1和第二MOS管Q2。電源控制芯片U3接收到光電耦合器U1所傳送來的輸出電壓狀態(tài)，通過其所采集輸出電壓狀態(tài)來調(diào)整其第6腳輸出的PWM波的占空比。

參見圖2和圖3，電源控制芯片U3的第3腳連接第二MOS管Q2的源極和電流采樣電阻R9一端，電流采樣電阻R9采樣的電流值通過電源控制芯片U3的第3腳送入電源控制芯片U3，當(dāng)主變壓器T2的原邊電流超過設(shè)定值時，電源控制芯片U3關(guān)閉第6腳PWM波的輸出，進(jìn)而保護(hù)主電路。

本發(fā)明在雙管串聯(lián)反激電路中串聯(lián)兩只MOS管，可以使整個回路承受的電壓更大，達(dá)到1000V以上，使本發(fā)明的開關(guān)電源能夠更加適用于電壓較高的直流母線系統(tǒng)中，特別是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、直流微電網(wǎng)系統(tǒng)、電動車充電樁系統(tǒng)等。同時雙MOS管串聯(lián)后，每只MOS管所承受電壓相對單管來說降低一半，使本發(fā)明的開關(guān)電源可靠性更高、故障率更低。本發(fā)發(fā)明提供的開關(guān)電源的電壓輸入范圍更寬、工作可靠性更高。此外，通過驅(qū)動變壓器驅(qū)動串聯(lián)的兩支N溝道MOS管，控制驅(qū)動信號回路跟功率MOS管回路隔離，使驅(qū)動電路更加穩(wěn)定可靠。