CN203734535U - 升压电路系统 - Google Patents
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Abstract
一种升压电路系统，包括：串联的逆变电路、变压器和整流电路以及反馈控制电路，其中：逆变电路包括：输入端和输出端依次串联的桥式驱动电路、H桥逆变电路和隔直电路，其中：反馈控制电路输出端的PWM信号输出至桥式驱动电路的输入端，风机、光伏和燃料电池的输出直流电压和桥式驱动电路输出端的控制信号输出至H桥逆变电路的输入端，H桥逆变电路的输出端串联隔直电路和变压器，变压器的输出端与整流电路的输入端相连，反馈控制电路的输入端与整流电路的输出端相连，形成闭环电路。本实用新型克服了传统Boost升压电路升压倍率有限的缺点。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种供电电路技术领域的系统，具体是一种用于风能、太阳能及燃料电池的升压电路系统。
背景技术
小功率的风机、光伏及燃料电池一般输出电压为24～48v，而常规的离网/并网逆变模块要求直流输入电压需要在350～400v，因此需要一种升压模块，将24～48v电压升压到稳定的350～400v。
目前，也有部分升压模块采用多级Boost升压电路，而一般单极Boost升压电路只能升压2～3倍，因此需要3级Boost升压电路，电路复杂，控制量多，且该种升压电路多为开环模式，输出电压受输入电压影响，不稳定。也有部分升压模块采用单片机或DSP芯片控制，实现了对输出电压的闭环控制，该种模式存在成本高，运行不稳定，输出响应受控制算法的影响等问题。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101924376A，公开日2010.12.22，记载了一种太阳能利用技术领域的太阳能发电并网控制系统，包括：升压模块和逆变模块，升压模块将低压直流信号转换为高电压直流信号并输出至逆变模块相连并输出直流升压电压信号，逆变模块将直流升压电压信号转换为工频可并网交流信号并输出至三相电网。但该技术采用典型的Boost直流升压斩波电路，要求输入电压高，升压倍数低，且需要MCU单片机进行控制，控制复杂，成本高。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种升压电路系统，用于风能、太阳能及燃料电池的稳定升压输出，及离网、并网模块的前级稳定升压输出。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：串联的逆变电路、变压器和整流电路以及反馈控制电路，其中：逆变电路包括：输入端和输出端依次串联的桥式驱动电路、H桥逆变电路和隔直电路，其中：反馈控制电路输出端的PWM信号输出至桥式驱动电路的输入端，风机、光伏和燃料电池的输出直流电压和桥式驱动电路输出端的控制信号输出至H桥逆变电路的输入端，H桥逆变电路的输出端串联隔直电路和变压器，变压器的输出端与整流电路的输入端相连，反馈控制电路的输入端与整流电路的输出端相连，形成闭环电路。
所述的变压器的原边连接电流互感器，副边并联电阻和电容的串联电路，原边的丝包线截面积为0.32mm2，磁芯的截面积为6mm2，副边的丝包线截面积为0.5mm2，原边与副边的绕线比为6：120。
所述的整流电路包括：四组整流二极管和LC滤波电路，其中：变压器输出的交流电输出至四组整流二极管的输入端，四组整流二极管输出端的直流电输出至LC滤波电路的输入端，反馈控制电路的输入端与LC滤波电路的输出端相连。
所述的LC滤波电路的滤波电感为0.5mH铁氧体磁芯电感。
所述的反馈控制电路包括：线性光耦、放大电路、采样电阻和移向控制电路，其中：线性光耦的输入端经过采样电阻与LC滤波电路的输出端相连，输出端与放大电路的输入端相连，移向控制电路的输入端与放大电路的输出端相连，输出端与桥式驱动电路的输入端相连。
所述的移向控制电路的参考给定电压为1.8V，死区时间800ns，工作频率20KHz。
所述的桥式驱动电路包括两个半桥驱动芯片，H桥逆变电路包括四片绝缘栅双极型晶体管IGBT，其中：各个半桥驱动芯片分别与两片绝缘栅双极型晶体管的输入端相连，风机、光伏和燃料电池的输出直流电压分别与各个绝缘栅双极型晶体管的输入端相连，四片绝缘栅双极型晶体管的输出端串联隔直电路和变压器。
技术效果
1、采用将直流电通过闭环移相输出为交流电，再通过变压器升压，最后整流为直流，克服了传统Boost升压电路升压倍率有限的缺点；
2、通过采用移向控制电路闭环输出，保证了输出直流电压的稳定性，同时，避免了采用微控制器的设计方案，降低了成本，提高了可靠性；
3、采用线性光耦作为反馈电压检测，避免了采用霍尔元件，降低了成本。
附图说明
图1为本实用新型连接示意图；
图2为逆变电路的连接示意图；
图3为变压器的连接示意图；
图4为整流电路的连接示意图；
图5为反馈控制电路的连接示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例包括：串联的逆变电路1、变压器2和整流电路3以及反馈控制电路4，其中：逆变电路1包括：输入端和输出端依次串联的桥式驱动电路5、H桥逆变电路6和隔直电路7，其中：反馈控制电路4输出端的PWM信号输出至桥式驱动电路5的输入端，风机、光伏和燃料电池的输出直流电压8和桥式驱动电路5输出端的控制信号输出至H桥逆变电路6的输入端，H桥逆变电路6的输出端串联隔直电路7和变压器2，变压器2的输出端与整流电路3的输入端相连，反馈控制电路4的输入端与整流电路3的输出端相连。
本实施例桥式驱动电路5采用两片IR公司的半桥驱动芯片IR2110。
所述的桥式驱动电路5包括两个半桥驱动芯片，H桥逆变电路6包括四片绝缘栅双极型晶体管IGBT，其中：各个半桥驱动芯片分别与两片绝缘栅双极型晶体管的输入端相连，风机、光伏和燃料电池的输出直流电压8分别与各个绝缘栅双极型晶体管的输入端相连，四片绝缘栅双极型晶体管的输出端串联隔直电路7和变压器2。
如图3所示，所述的变压器2的原边连接电流互感器9，副边并联电阻和电容的串联电路，原边的丝包线截面积为0.32mm2，磁芯的磁芯截面积为6mm2，副边的丝包线截面积为0.5mm2，原边与副边的绕线比为6：120，变压器2主要用于将输入的交流电进行1：20升压，变压器2的磁芯采用PQ50骨架，铁氧体磁芯。
如图4所示，所述的整流电路3包括：四组整流二极管10和LC滤波电路11，其中：变压器2输出的交流电输出至四组整流二极管10的输入端，四组整流二极管10输出端的直流电输出至LC滤波电路11的输入端，反馈控制电路4的输入端与LC滤波电路11的输出端相连。
所述的LC滤波电路11的滤波电感为0.5mH铁氧体磁芯电感。
如图5所示，所述的反馈控制电路4包括：线性光耦12、放大电路13、采样电阻14和移向控制电路15，其中：线性光耦12的输入端经过采样电阻14与LC滤波电路11的输出端相连，输出端与放大电路13的输入端相连，移向控制电路15的输入端与放大电路13的输出端相连，输出端与桥式驱动电路5的输入端相连。
所述的移向控制电路15的参考给定电压为1.8V，死区时间800ns，工作频率20KHz。
本实施例线性光耦12使用TLP521线性光耦，移向控制电路15使用UC3875移向芯片。
本实施例装置在输入电压：24～48V的情况下可以实现输出电压：100～400V连续可调；输出精度为1%；输出功率达到1KW。
Claims (7)
1.一种用于风能、太阳能及燃料电池的升压电路系统，其特征在于，包括：串联的逆变电路、变压器和整流电路以及反馈控制电路，其中：逆变电路包括：输入端和输出端依次串联的桥式驱动电路、H桥逆变电路和隔直电路，其中：反馈控制电路输出端的PWM信号输出至桥式驱动电路的输入端，风机、光伏和燃料电池的输出直流电压和桥式驱动电路输出端的控制信号输出至H桥逆变电路的输入端，H桥逆变电路的输出端串联隔直电路和变压器，变压器的输出端与整流电路的输入端相连，反馈控制电路的输入端与整流电路的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的变压器的原边连接电流互感器，副边并联电阻和电容的串联电路，原边的丝包线截面积为0.32mm2，磁芯的截面积为6mm2，副边的丝包线截面积为0.5mm2，原边与副边的绕线比为6：120。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的整流电路包括：四组整流二极管和LC滤波电路，其中：变压器输出的交流电输出至四组整流二极管的输入端，四组整流二极管输出端的直流电输出至LC滤波电路的输入端，反馈控制电路的输入端与LC滤波电路的输出端相连。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征是，所述的LC滤波电路的滤波电感为0.5mH铁氧体磁芯电感。
5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征是，所述的反馈控制电路包括：线性光耦、放大电路、采样电阻和移向控制电路，其中：线性光耦的输入端经过采样电阻与LC滤波电路的输出端相连，输出端与放大电路的输入端相连，移向控制电路的输入端与放大电路的输出端相连，输出端与桥式驱动电路的输入端相连。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征是，所述的移向控制电路的参考给定电压为1.8V，死区时间800ns，工作频率20KHz。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的桥式驱动电路包括两个半桥驱动芯片，H桥逆变电路包括四片绝缘栅双极型晶体管IGBT，其中：各个半桥驱动芯片分别与两片绝缘栅双极型晶体管的输入端相连，风机、光伏和燃料电池的输出直流电压分别与各个绝缘栅双极型晶体管的输入端相连，四片绝缘栅双极型晶体管的输出端串联隔直电路和变压器。
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| CN110228376A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-13 | 山东潍氢动力科技有限公司 | 氢燃料汽车高压充电系统及其控制系统 |
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