CN105186870A - 一种多相交错并联的Boost变换器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多相交错并联的Boost变换器，所述发电机的输出端通过整流电路整流后分别与Boost电路和辅助电源的输入端连接，所述辅助电源的向时序电路和控制电路提供工作电压，所述时序电路的信号输出端与控制电路的信号输入端连接，所述控制电路的信号输出端与Boost电路的信号输入端连接，所述Boost电路输出电压供负载使用。本发明采用多个Boost电路交错并联和采用一个稳压环路对多个Boost电路进行稳压及均流的方案，解决了大功率输出及均流问题；均流效果较好，且不用设计住专门的均流电路，输入电压范围宽，可获得比较高的功率因素和效率。
Description
技术领域
本发明涉及电源变换技术领域,具体涉及一种多相交错并联的Boost变换器。
背景技术
在由交流发电机和电源变换器组成的电源系统中，电源变换器将三相永磁交流发电机发出的、幅度和频率随发动机转速变化的三相交流电压变换成稳定的直流电压，供负载使用。与励磁调压的发电机电源系统不同，这里的电源变换器需要对发电机输出的电能进行全功率变换，当电源系统的输出功率比较大时，由于受元器件容量、电路拓扑特性、散热等方面的限制，采用单一的电源有时难以达到要求的输出功率，通常的解决方案为采用电源并联来扩大输出功率。电源并联有两种方案：一种是独立电源并联，如N+1冗余，此时其中的每个电源都为完整的产品，且电源变换器之间需要有均流电路或信号，因而使产品总体上显得比较复杂。另一种为功率电路并联，从查阅文献资料上看，以往有采用两项交错的Boost电路，如PFC。该方案有两个方面的不足，第一，该电路只有两相，难以实现较大的输出功率；第二，由于只用一块脉宽调制电路产生两相相差180°的PWM信号，每项的占空比D<0.5，因此难以适应宽范围的输入电压。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多相交错并联的Boost变换器。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种多相交错并联的Boost变换器，包括发电机、整流电路、辅助电源、时序电路、控制电路和Boost电路；所述发电机的输出端通过整流电路整流后分别与Boost电路和辅助电源的输入端连接，所述辅助电源的向时序电路和控制电路提供工作电压，所述时序电路的信号输出端与控制电路的信号输入端连接，所述控制电路的信号输出端与Boost电路的信号输入端连接，所述Boost电路输出电压供负载使用。
还包括取样电路，取样电路的信号输入端与Boost电路的输出端连接，信号输出端与控制电路中的主控电路的信号输入端连接；主控电路输出误差信号至从属控制电路。
所述整流电路为由二极管组成的三相桥式整流电路。
所述辅助电源为DC/DC模块或小功率稳压电路。
所述取样电路为电阻分压取样电路。
所述时序电路包括振荡器CC4060和模拟开关CC4051，振荡器CC4060的信号输出端与模拟开关CC4051的信号输入端连接，模拟开关CC4051输出相应的脉冲信号至控制电路。
所述控制电路中的主控电路和从属控制电路均采用脉冲宽度调制器。
本发明的有益效果在于：采用多个Boost电路交错并联和采用一个稳压环路对多个Boost电路进行稳压及均流的方案，解决了大功率输出及均流问题，使电路具有以下的优点：
1)通过多路并联可获得大功率输出，因每路Boost变换器的输出功率较小，半导体管的选取和电感的设计相对容易；
2)各Boost变换器之间交错顺序工作，因而输入电流脉动和输出电压纹波小；
3)均流效果较好，且不用设计住专门的均流电路；
4)输入电压范围宽；
5)可获得比较高的功率因素和效率。
附图说明
图1是本发明的原理图；
图2是图1中时序电路的电路图；
图3是图1控制电路中主控电路的电路图；
图4是图1控制电路中从属控制电路的电路图；
图5是图1中Boost电路的电路图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1～图5所示的一种多相交错并联的Boost变换器，包括发电机、整流电路、辅助电源、时序电路、控制电路和Boost电路；所述发电机的输出端通过整流电路整流后分别与Boost电路和辅助电源的输入端连接，所述辅助电源的向时序电路和控制电路提供工作电压，所述时序电路的信号输出端与控制电路的信号输入端连接，所述控制电路的信号输出端与Boost电路的信号输入端连接，所述Boost电路输出电压供负载使用。
还包括取样电路，取样电路的信号输入端与Boost电路的输出端连接，信号输出端与控制电路中的主控电路的信号输入端连接；主控电路输出误差信号至从属控制电路。
所述整流电路为由二极管组成的三相桥式整流电路。
所述辅助电源为DC/DC模块或小功率稳压电路。
所述取样电路为电阻分压取样电路。
所述时序电路包括振荡器CC4060和模拟开关CC4051，振荡器CC4060的信号输出端与模拟开关CC4051的信号输入端连接，模拟开关CC4051输出相应的脉冲信号至控制电路。电路由一个14级二进制计数/分频振荡器CC4060和8选1模拟开关CC4051(也可以采用其他的IC)组成，CC4060通过振荡、分频输出频率依次相差2倍的方波脉冲系列。根据开关频率要求，选择相邻的两个脉冲作CC4051的A、B地址信号，在输出端X0～X3便得到4路占空比为0.25相位相差90°的脉冲。
所述控制电路中的主控电路和从属控制电路均采用脉冲宽度调制器。主控电路由脉冲宽度调制器SG1525A(也可以为其它的脉宽调制器)及外围电路组成，该电路的特点为：1)振荡器采用外同步信号控制相位；2)采用PID调节器对输出电压进行闭环调节；3)两个输出的脉宽信号(A和B)通过二极管进行“线或”，终端的PWM信号的占空比大于50％，因而能够适应宽输入范围；4)采用驱动器CF4422(也可以采用其它型号)对PWM信号进行扩流后去驱动大功率的VMOS管或IGBT。从属控制电路1-N的电路相同，与主控电路的差异为该电路没有PID调节器，其误差信号来自于主控电路。Boost电路的电路结构皆相同，为典型的Boost变换器的电路。
本发明中交错并联的Boost电路的个数不限。整流电路将交流发电机输出的三相交流电压进行整流、滤波，得到一个与交流发电机的转速成正比的直流电压，该电压加到辅助电源和Boost电路的输入端，辅助电源产生12V的直流电压，供给控制电路使用。时序电路产生多路相差90°的脉冲信号给控制电路作外同步信号，控制电路输出脉冲宽度相等、相位差为90°的脉冲宽度调制(PWM)信号，用来驱动多个Boost电路，将输入电压Vin变换为要求的输出电压Vout,供负载使用。输出电压的调节由控制电路中的主控电路来实现，采用PWM控制和PID调节，控制电路中的从属控制电路1-N根据主控电路输出的误差信号产生PWM信号，不进行调节。Boost电路并联后使输出叠加，获得大功率输出；控制电路采用同一个误差信号进行脉冲宽度调制，产生的脉宽相同，实现了多个Boost电路的均流；Boost电路之间交错顺序工作，因而输入电流脉动和输出电压纹波小。
本发明主电路拓扑为多相交错并联的Boost变换器，控制电路采用外同步信号去控制多个脉宽调制电路产生一组脉冲宽度相同、占空比D＞0.5、相位交错的PWM信号，使Boost变换器顺序工作。本电源变换器具有输出功率大、输入电流脉动和输出电压纹波小、自动均流和输入电压范围宽的特点。
Claims (7)
1.一种多相交错并联的Boost变换器，包括发电机、整流电路、辅助电源、时序电路、控制电路和Boost电路，其特征在于：所述发电机的输出端通过整流电路整流后分别与Boost电路和辅助电源的输入端连接，所述辅助电源的向时序电路和控制电路提供工作电压，所述时序电路的信号输出端与控制电路的信号输入端连接，所述控制电路的信号输出端与Boost电路的信号输入端连接，所述Boost电路输出电压供负载使用。
2.如权利要求1所述的多相交错并联的Boost变换器，其特征在于：还包括取样电路，取样电路的信号输入端与Boost电路的输出端连接，信号输出端与控制电路中的主控电路的信号输入端连接；主控电路输出误差信号至从属控制电路。
3.如权利要求1或2所述的多相交错并联的Boost变换器，其特征在于：所述整流电路为由二极管组成的三相桥式整流电路。
4.如权利要求1或2所述的多相交错并联的Boost变换器，其特征在于：所述辅助电源为DC/DC模块或小功率稳压电路。
5.如权利要求2所述的多相交错并联的Boost变换器，其特征在于：所述取样电路为电阻分压取样电路。
6.如权利要求1或2所述的多相交错并联的Boost变换器，其特征在于：所述时序电路包括振荡器CC4060和模拟开关CC4051，振荡器CC4060的信号输出端与模拟开关CC4051的信号输入端连接，模拟开关CC4051输出相应的脉冲信号至控制电路。
7.如权利要求1或2所述的多相交错并联的Boost变换器，其特征在于：所述控制电路中的主控电路和从属控制电路均采用脉冲宽度调制器。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108011510A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-08 | 罗伯特·博世有限公司 | 抗干扰级和电源 |
| CN108768174A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-06 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种模拟数字混合式多相交错并联功率变换器 |
| CN112821753A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-05-18 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种多模块功率分配拓扑电路 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102948062A (zh) * | 2010-06-22 | 2013-02-27 | 株式会社理光 | 多相转换器 |
| CN103248231A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-08-14 | 浙江大学 | 多相均流控制的并联调整电路及控制方法 |
| CN203491884U (zh) * | 2013-08-12 | 2014-03-19 | 合肥国轩高科动力能源股份公司 | 一种大功率dc-dc升压装置 |
| CN103683989A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-03-26 | 东南大学 | 一种高速低压发电机的宽输入交直变换器及其控制方法 |
| CN103872919A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-18 | 台达电子企业管理（上海）有限公司 | 直流-直流变换器及直流-直流变换系统 |
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2015
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102948062A (zh) * | 2010-06-22 | 2013-02-27 | 株式会社理光 | 多相转换器 |
| CN103248231A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-08-14 | 浙江大学 | 多相均流控制的并联调整电路及控制方法 |
| CN203491884U (zh) * | 2013-08-12 | 2014-03-19 | 合肥国轩高科动力能源股份公司 | 一种大功率dc-dc升压装置 |
| CN103683989A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-03-26 | 东南大学 | 一种高速低压发电机的宽输入交直变换器及其控制方法 |
| CN103872919A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-18 | 台达电子企业管理（上海）有限公司 | 直流-直流变换器及直流-直流变换系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李江达等: "一种四相交错并联Boost DC/DC变换器的设计", 《电子与封装》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108011510A (zh) * | 2016-10-31 | 2018-05-08 | 罗伯特·博世有限公司 | 抗干扰级和电源 |
| CN108768174A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-06 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种模拟数字混合式多相交错并联功率变换器 |
| CN112821753A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-05-18 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种多模块功率分配拓扑电路 |
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