輔助電源電路的製作方法
2024-03-06 14:50:15
輔助電源電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種輔助電源電路。本實用新型輔助電源電路，包括：至少兩個初級變換電路，各初級變換電路均包括一初級繞組，以及一直流電壓源；至少一個次級變換輸出供電電路，各次級變換輸出供電電路均包括一次級繞組；主功率變換反激變壓器，所述主功率變換反激變壓器由各初級變換電路中的各初級繞組以及各次級變換輸出供電電路中的各次級繞組組成；控制電路，分別與各初級變換電路電連接，用於對各初級變換電路進行開關控制。本實用新型的輔助電源電路電路簡單、所使用的器件數量較少，從而有效的節約了輔助電源電路的成本，並且，本實用新型提供的輔助電源電路的各初級變換電路功率均分，均流效果好。
【專利說明】輔助電源電路
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電力技術，尤其涉及一種輔助電源電路。
【背景技術】
[0002]輔助電源將設備的輸入直流電壓經過高頻變換將其轉換為信號控制電路需要的輸出電壓，例如將高電壓直流電經過輔助電源可以輸出5V、12V、3.3V等一系列高質量的直流電，提供給設備內部的信號控制電路供電使用。在各種電力電子設備中，輔助電源電路作為必不可少的一部分，得到極為廣泛的使用。例如，在不間斷電源(Uninterruptible PowerSupply,簡稱UPS)中，也需要輔助電源電路為其內部提供直流電源，以保證UPS中各信號控制電路的正常工作。
[0003]應用於UPS中的三電平逆變器電路中的輔助電源，由於三電平逆變電路的輸入電壓為正負雙電源供電，如:±380VDC。為保證母線電壓±380VDC平衡，傳統的輔助電源通常採用兩路獨立控制的單端反激變換電路，即輸入+380VDC使用一路獨立控制的單端反激變換電路，輸入-380VDC使用一路獨立控制的單端反激變換電路，整流後的輸出並聯在一起給信號控制電路供電。
[0004]但是採用上述輔助電源，其輔助電源電路複雜，器件多，成本較高。並且由於採用兩路獨立控制的單端反激變換電路，輸出端需要對兩路獨立控制的單端反激變換電路各自的輸出進行並聯，由此會導致該輔助電源均流效果差。
實用新型內容
[0005]本實用新型提供一種輔助電源電路，以解決現有技術中輔助電源電路的電路複雜、成本較高的問題。
[0006]本實用新型提供一種輔助電源電路，包括:
[0007]至少兩個初級變換電路，各初級變換電路均包括一初級繞組，以及一直流電壓源；
[0008]至少一個次級變換輸出供電電路，各次級變換輸出供電電路均包括一次級繞組；
[0009]主功率變換反激變壓器，所述主功率變換反激變壓器由各初級變換電路中的各初級繞組以及各次級變換輸出供電電路中的各次級繞組組成；
[0010]控制電路，分別與各初級變換電路電連接，用於對各初級變換電路進行開關控制。
[0011]進一步地，各初級繞組的匝數相同或不同，各次級繞組的匝數相同或不同。
[0012]進一步地，各初級變換電路還包可以括:
[0013]二極體，所述二極體的正極與所述直流電壓源的正極連接，所述二極體的負極與所述初級繞組的一端連接；
[0014]功率管，所述功率管的第一端子與所述初級繞組的另一端連接；
[0015]驅動變壓器，所述驅動變壓器的一端與所述功率管的第二端子連接，所述驅動變壓器的另一端與所述控制電路電連接，用於將所述控制電路與所述功率管隔離；
[0016]電流互感器，所述電流互感器的連接在所述功率管的第三端子與所述直流電壓源的負極之間，所述電流互感器的輸出端與所述控制電路電連接，用於獲取所述初級變換電路的採樣電流值，並將所述採樣電流值輸送給所述控制電路；
[0017]所述控制電路具體用於根據所述採樣電流值對所述功率管進行開關控制。
[0018]進一步地，各次級變換輸出供電電路還可以包括:
[0019]整流二極體，所述整流二極體的正極與所述次級繞組的一端連接；
[0020]整流電容，所述整流電容的正極連接在所述整流二極體的負極與所述次級變換輸出供電電路的第一輸出端之間的第一連接點處；所述整流電容的負極連接在所述次級繞組的另一端與所述次級變換輸出供電電路的第二輸出端之間的第二連接點處。
[0021]進一步地，所述功率管為三極體，對應的，所述第一端子為集電極，所述第二端子為基極，所述第三端子為發射極；或，所述功率管為MOS管，對應的，所述第一端子為漏極，所述第二端子為柵極，所述第三端子為源極。
[0022]本實用新型輔助電源電路，通過至少兩個初級變換電路將不同的輸入直流電壓源，經過一個主功率變換反激變壓器，一個次級變換輸出供電電路輸出提供給設備內部的信號控制電路供電的直流電，在對各初級變換電路進行開關控制過程中，使用一個控制電路完成對各初級變換電路控制，本實用新型提供的輔助電源電路電路簡單、所使用的器件數量較少，從而有效的節約了輔助電源電路的成本，並且，本實用新型提供的輔助電源電路的各初級變換電路功率均分，均流效果好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本實用新型輔助電源電路實施例一的結構示意圖；
[0025]圖2為本實用新型輔助電源電路實施例二的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0027]圖1為本實用新型輔助電源電路實施例一的結構示意圖，如圖1所示，本實施例的輔助電源電路可以包括:至少兩個初級變換電路10、至少一個次級變換輸出供電電路20、一個主功率變換反激變壓器30和一個控制電路40。
[0028]其中，初級變換電路10包括一個初級繞組，以及一個直流電壓源。各個初級變換電路10中的直流電壓源不同，各直流電壓源的電壓值可以相同也可以不同。初級變換電路的個數由輸入直流電壓源的個數決定，例如初級變換電路的個數可以為2個、3個、4個等。次級變換輸出供電電路20包括一個次級繞組。主功率變換反激變壓器30由各初級變換電路10中的各初級繞組和各次級變換輸出供電電路20中的各次級繞組組成。控制電路40分別與各初級變換電路10電連接，用於對各初級變換電路10進行開關控制。
[0029]本實施例提供的輔助電源電路通過至少兩個初級變換電路將不同的輸入直流電壓源，經過一個主功率變換反激變壓器，一個次級變換輸出供電電路輸出提供給設備內部的信號控制電路供電的直流電，在對各初級變換電路進行開關控制過程中，使用一個控制電路完成對各初級變換電路控制，本實施例提供的輔助電源電路電路簡單、所使用的器件數量較少，從而有效的節約了輔助電源電路的成本，並且，本實施例提供的輔助電源電路的各初級變換電路功率均分，均流效果好。
[0030]需要說明的是，本實用新型各實施例所提供的輔助電源電路具體可以應用於多路直流電壓源輸入共用的輔助電源電路，例如，使用三電平逆變器電路的輸入電壓作為直流電壓源輸入時，由於三電平逆變器是雙電源供電，所以此時，本實用新型的輔助電源電路可以設置兩個初級變換電路；又如，在使用UPS中升壓電路(boost電路)的輸入電壓和輸出電壓作為直流電壓源的輸入時，本實用新型的輔助電源電路可以設置四個初級變換電路。初級變換電路的個數可以根據需求進行靈活設置。
[0031]圖2為本實用新型輔助電源電路實施例二的結構示意圖，如圖2所示，在圖1所示實施例一的輔助電源電路的結構的基礎上，初級變換電路10還可以包括:二極體、功率管、驅動變壓器和電流互感器，圖2所示的輔助電源電路是在圖1所示實施例一的基礎上以3個初級變換電路作舉例說明，第一初級變換電路包括:直流電壓源E1、二極體D3、初級繞組T1A、功率管Q1、電流互感器TCl以及驅動變壓器TVl，第二初級變換電路包括:直流電壓源E2、二極體D4、初級繞組T1B、功率管Q2、電流互感器TC2以及驅動變壓器TV2，第三初級變換電路包括:直流電壓源E3、二極體D5、初級繞組T1C、功率管Q3、初級繞組T1C、功率管Q3、電流互感器TC3以及驅動變壓器TV3，其中第一初級變換電路、第二初級變換電路和第三初級變換電路共用一個控制電路，對各初級變換電路進行開關控制，第一初級變換電路中的初級繞組T1A、第二初級變換電路中的初級繞組TlB以及第三初級變換電路中的初級繞組TlC由一個主功率反激變壓器30提供。其中，初級繞組T1A、初級繞組TlB以及初級繞組TlC的匝數可以相同也可以不同，可以根據實際需求靈活設置。
[0032]第一初級變換電路中各器件之間的連接關係具體為，直流電壓源El的正極與二極體D3的正極連接，二極體D3的負極與初級繞組TlA的端點a連接，功率管Ql的第一端子與初級繞組TlA的端點b連接，功率管Ql的第二端子與驅動變壓器TVl的一端連接，驅動變壓器TVl的另一端與控制電路電連接，用於將控制電路40與功率管Ql進行隔離，從而當輔助電源電路發生故障時防止高電壓損壞控制電路40，電流互感器TCl連接在功率管Ql的第三端子與直流電壓源El的負極之間，電流互感器TCl的輸出端與控制電路40電連接，用於獲取第一初級變換電路的採樣電流值11，並將該採樣電流值11輸送給控制電路40，控制電路40的輸出端與驅動變壓器連接，用於根據採樣電流值對功率管Ql進行開關控制。其中，功率管Ql、Q2和Q3可以為三極體，對應的第一端子為集電極，第二端子為基極，第三端子為發射極。功率管Ql、Q2和Q3也可以為MOS管，對應的第一端子為漏極，第二端子為柵極，第三端子為源極。
[0033]各初級變換電路中各器件之間的連接關係，這裡以第一初級變換電路作舉例說明，圖2所示的輔助電源電路的第二初級變換電路和第三初級變換電路中各器件之間的連接關係與第一初級變換電路相同，此處不再贅述，需要說明的是，第二初級變換電路中的電流互感器TC2獲取的採樣電流值為12，第三初級變換電路中的電流互感器TC3獲取的採樣電流值為13，第一初級變換電路、第二初級變換電路以及第三初級變換電路共用一個控制電路40，控制電路40獲取各初級變換電路的採樣電流值，即將採樣電流值I1、12和13作為輸入，產生相應控制信息通過各驅動變壓器輸送給各初級變換電路中的各功率管，對各功率管進行開關控制。
[0034]次級變換輸出供電電路的個數可以根據需求靈活設置，即當需要給一個信號控制電路供電時，則可以設置一個次級變換輸出供電電路，需要給多個信號控制電路供電時，則可以設置多個次級變換輸出供電電路。
[0035]次級變換輸出供電電路A包括一個次級繞組T1D、一個整流二極體Dl和一個整流電容Cl，其中，整流二極體Dl的正極與次級繞組TlD的一端端點C連接，整流電容Cl的正極連接在整流二極體Dl的負極與第一輸出端e之間的第一連接點處，整流電容Cl的負極連接在次級繞組TlD的另一端端點d與第二輸出端f之間的第二連接點處。
[0036]需要說明的是主功率反激變壓器30中第一初級變換電路中的初級繞組TlA的端點b和次級變換輸出供電電路A中的次級繞組TlD的端點c為同名端。
[0037]進一步地，如果還需要一路輸出供電，則可以設置如圖2中次級變換輸出供電電路B，該次級變換輸出供電電路B中所包含的器件及各器件之間的連接關係均與次級變換輸出供電電路A相同，需要說明的是，次級變換輸出供電電路B中的次級繞組TlE的匝數可以與TlD的匝數相同，也可以不同，可以根據供電需求靈活設置。
[0038]本實施例提供的輔助電源電路通過三個初級變換電路將不同的輸入直流電壓源，經過一個主功率變換反激變壓器，兩個次級變換輸出供電電路輸出提供給設備內部的信號控制電路供電的直流電，在對各初級變換電路中的各功率管進行開關控制過程中，使用一個控制電路完成對各初級變換電路控制，並且使用驅動變壓器將控制電路與各功率管進行隔離，本實施提供的輔助電源電路電路簡單、所使用的器件數量較少，從而有效的節約了輔助電源電路的成本，並且，由於多路輸入直流電壓源使用一個主功率變換反激變壓器，所以輔助電源電路各初級變換電路功率均分，均流效果好，驅動變壓器的使用可以有效起到隔離作用，防止控制電路的損壞。
[0039]以圖2所示的結構為基礎，下面對輔助電源電路的工作原理進行簡要說明:不同的輸入直流電壓源(E1、E2、E3)分別接入不同的初級變換電路，即各初級變換電路中均包括一個輸入直流電壓源，各輸入直流電壓源的電壓值可以相同也可以不同，初級變換電路中的初級繞組T1A、TIB、TlC,和次級變換輸出供電電路中的次級繞組T1D、TIE,均由一個主功率變換反激變壓器Tl提供，各初級變換電路中的功率管(Q1、Q2、Q3)導通時，主功率變換反激變壓器Tl存儲能量，各初級變換電路中的功率管(Q1、Q2、Q3)關斷時，主功率變換反激變壓器Tl傳遞能量，次級變換輸出供電電路的二極體Dl和D2完成整流過程，從次級變換輸出供電電路輸出需要的高質量直流電壓，可以通過設置主功率變換反激變壓器Tl的次級繞組TlD和TlE的匝數實現輸出需要大小的直流電壓。在輔助電源電路工作過程中，各初級變換電路中的電路互感器用於獲取各初級變換電路中的採樣電流值，並將獲取的採樣電流值作為控制電路的輸入，控制電路根據各採樣電流值對功率管進行開關控制，進而保護各功率管，在控制電路與功率管之間還連接有驅動變壓器，用於進行高低壓隔離防止高電壓損壞控制電路。由於各初級變換電路之間會出現互感現象，為防止各初級變換電路之間環流，使用二極體D3、D4、D5防止出現環流現象。
[0040]最後應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的範圍。
【權利要求】
1.一種輔助電源電路，其特徵在於，包括: 至少兩個初級變換電路，各初級變換電路均包括一初級繞組，以及一直流電壓源； 至少一個次級變換輸出供電電路，各次級變換輸出供電電路均包括一次級繞組； 主功率變換反激變壓器，所述主功率變換反激變壓器由各初級變換電路中的各初級繞組以及各次級變換輸出供電電路中的各次級繞組組成； 控制電路，分別與各初級變換電路電連接，用於對各初級變換電路進行開關控制。
2.根據權利要求1所述的電路，其特徵在於，各初級繞組的匝數相同或不同，各次級繞組的匝數相同或不同。
3.根據權利要求1或2所述的電路，其特徵在於，各初級變換電路還包括: 二極體，所述二極體的正極與所述直流電壓源的正極連接，所述二極體的負極與所述初級繞組的一端連接； 功率管，所述功率管的第一端子與所述初級繞組的另一端連接； 驅動變壓器，所述驅動變壓器的一端與所述功率管的第二端子連接，所述驅動變壓器的另一端與所述控制電路電連接，用於將所述控制電路與所述功率管隔離； 電流互感器，所述電流互感器的連接在所述功率管的第三端子與所述直流電壓源的負極之間，所述電流互感器的輸出端與所述控制電路電連接，用於獲取所述初級變換電路的採樣電流值，並將所述採樣電流值輸送給所述控制電路； 所述控制電路具體用於根據所述採樣電流值對所述功率管進行開關控制。
4.根據權利要求1或2所述的電路，其特徵在於，各次級變換輸出供電電路還包括: 整流二極體，所述整流二極體的正極與所述次級繞組的一端連接； 整流電容，所述整流電容的正極連接在所述整流二極體的負極與所述次級變換輸出供電電路的第一輸出端之間的第一連接點處；所述整流電容的負極連接在所述次級繞組的另一端與所述次級變換輸出供電電路的第二輸出端之間的第二連接點處。
5.根據權利要求3所述的電路，其特徵在於，所述功率管為三極體，對應的，所述第一端子為集電極，所述第二端子為基極，所述第三端子為發射極； 或，所述功率管為MOS管，對應的，所述第一端子為漏極，所述第二端子為柵極，所述第三端子為源極。
【文檔編號】H02M3/28GK204013230SQ201420395125
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】陳冀生, 王建廷, 程亮, 仇雷, 康海震 申請人:河北先控捷聯電源設備有限公司