本實(shí)用新型涉及開關(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(dòng)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(duì)這些系統(tǒng)中輔助電源的設(shè)計(jì)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(dòng)直流母線電壓。基于此原因，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(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是，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(dòng)時(shí)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(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的雙管串聯(lián)反激式開關(guān)電源，包括：

輸入濾波電路，用于對(duì)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(dòng)變壓器發(fā)送PWM信號(hào)；

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

本實(shí)用新型提供的雙管串聯(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(gè)回路承受的電壓更大，本實(shí)用新型電壓輸入范圍更寬，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(duì)單管來說降低一半，本實(shí)用新型可靠性更高、故障率更低；此外，通過驅(qū)動(dòng)變壓器驅(qū)動(dòng)串聯(lián)的兩支MOS管，控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)回路跟功率MOS管回路隔離，使驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

具體實(shí)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(dòng)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(duì)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(duì)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(gè)初級(jí)繞組和一個(gè)次級(jí)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(jí)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(dòng)變壓器T1包括一個(gè)原邊線圈和兩個(gè)次副邊線圈，驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(jí)的電流。第一二極管D1與主變壓器T2的次級(jí)繞組串聯(lián)，主變壓器T2的次級(jí)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(dòng)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，本實(shí)用新型在雙管串聯(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(gè)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(jí)管D2，第二二級(jí)管D2的正極與主變壓器T2的下初級(jí)繞組的一端連接。電阻R8和電容C6是啟動(dòng)時(shí)供電，啟動(dòng)后就由第二二級(jí)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(jí)繞組并聯(lián)。輸出濾波電路對(duì)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(hào)電路和控制電路，反饋信號(hào)電路的輸入端與輸出濾波電路3的輸出端連接，反饋信號(hào)電路將反饋信號(hào)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(dòng)控制信號(hào)輸入端DRV_OUT與圖1所示驅(qū)動(dòng)變壓器T1的原邊線圈連接，控制電路接收反饋信號(hào)，向驅(qū)動(dòng)變壓器T1的原邊線圈發(fā)送PWM信號(hào)。驅(qū)動(dòng)變壓器T1的原邊線圈與兩個(gè)次副邊線圈同相位，PWM信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)變壓器T1變?yōu)閮山M同相信號(hào)從驅(qū)動(dòng)變壓器T1的兩個(gè)次副邊線圈輸出，輸出的兩組同相信號(hào)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(hào)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(hào)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(duì)輸出濾波電路輸出的電壓進(jìn)行分壓。反饋信號(hào)電路將反饋信號(hào)送入控制電路的電源控制芯片U3中。反饋信號(hào)由R13和R18分壓產(chǎn)生，將輸出濾波電路的輸出電壓信號(hào)采集后反饋到控制電路，通過光電耦合器U1的信號(hào)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(dòng)控制信號(hào)輸入端DRV_OUT，能發(fā)出PWM信號(hào)，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(dòng)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?hào)，通過電源管理芯片U3的第6腳發(fā)出PWM信號(hào)，PWM信號(hào)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)變壓器T1的原邊線圈，PWM信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)變壓器T1來同時(shí)驅(qū)動(dòng)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(shí)，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。

本實(shí)用新型在雙管串聯(lián)反激電路中串聯(lián)兩只MOS管，可以使整個(gè)回路承受的電壓更大，達(dá)到1000V以上，使本實(shí)用新型的開關(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(dòng)車充電樁系統(tǒng)等。同時(shí)雙MOS管串聯(lián)后，每只MOS管所承受電壓相對(duì)單管來說降低一半，使本實(shí)用新型的開關(guān)電源可靠性更高、故障率更低。本發(fā)實(shí)用新型提供的開關(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(dòng)變壓器驅(qū)動(dòng)串聯(lián)的兩支N溝道MOS管，控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)回路跟功率MOS管回路隔離，使驅(qū)動(dòng)電路更加穩(wěn)定可靠。