CN215817927U - 一种双向变换器的辅助电源系统及用电系统 - Google Patents
一种双向变换器的辅助电源系统及用电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN215817927U CN215817927U CN202120818929.0U CN202120818929U CN215817927U CN 215817927 U CN215817927 U CN 215817927U CN 202120818929 U CN202120818929 U CN 202120818929U CN 215817927 U CN215817927 U CN 215817927U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- auxiliary power
- circuit
- supply system
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本实用新型实施例提供一种双向变换器的辅助电源系统及用电系统,所述辅助电源系统包括:启机电路、第一辅助电源电路和合路选择器;所述启机电路的输入端连接低压输入电压,所述启机电路的输出端连接所述合路选择器的第一输入端,所述启机电路用于对所述低压输入电压进行隔离和升压,所述合路选择器的第二输入端连接母线电压,所述合路选择器的输出端连接第一辅助电源电路的输入端,所述第一辅助电源电路的输出端为所述辅助电源系统的供电输出端,所述第一辅助电源电路用于对所述第一辅助电源电路的输入电压进行隔离和变换。与双辅助电源相比,利用简单的启机电路代替复杂的第二路辅助电源,因而本实用新型实施例的辅助电源系统结构简单、成本低。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及辅助电源技术领域,特别涉及一种双向变换器的辅助电源系统及用电系统。
背景技术
双向变换器的主要功能是将交流电转换为直流电或者是将直流电转换为交流电,这两个转换过程都需要有辅助电源给整个系统提供稳定的低压供电,才能保证系统的正常工作。
现有技术中,通常会设计两个独立的辅助电源,当变换器工作在AC/DC变换时,采用母线电压作为辅助电源输入电压,再通过变压器隔离给系统供电;当变换器工作在DC/AC变换时,采用电池供电,并配套设计低压输入的一级供电系统,为系统供电。由于需要设计两个独立的辅助电源,因此结构复杂,且成本较高。
发明内容
本实用新型实施例的目的是提供一种辅助电源系统及用电系统,使双向变换器的辅助电源设计简单、降低成本。
为解决上述技术问题,本实用新型实施方式采用的一个技术方案是:
在第一方面,提供一种双向变换器的辅助电源系统,所述辅助电源系统包括:启机电路、第一辅助电源电路和合路选择器;所述启机电路的输入端连接低压输入电压,所述启机电路的输出端连接所述合路选择器的第一输入端,所述启机电路用于对所述低压输入电压进行隔离和升压,所述合路选择器的第二输入端连接母线电压,所述合路选择器的输出端连接第一辅助电源电路的输入端,所述第一辅助电源电路的输出端为所述辅助电源系统的供电输出端,所述第一辅助电源电路用于对所述第一辅助电源电路的输入电压进行隔离和变换。
在一些实施例中,所述启机电路包括第一反激电路,所述第一反激电路的输入端连接所述低压输入电压,所述反激电路的输出端连接所述合路选择器的第一输入端。
在一些实施例中,所述第一反激电路包括第一隔离变压器、第一二极管、第一电容和第一开关管控制电路,所述第一隔离变压器的原边分别连接所述低压输入电压和第一开关管控制电路,所述第一二极管的阳极连接所述第一隔离变压器的副边第一端,所述第一二极管的阴极分别连接所述第一电容的第一端和所述合路选择器第一输入端,所述第一电容的第二端分别连接所述隔离变压器的副边的第二端和地。
在一些实施例中,所述第一开关管控制电路包括第一控制芯片和第一开关管,所述第一控制芯片的输出端连接所述第一开关管的栅极,所述第一开关管的源极接地,所述第一开关管的漏极连接所述第一隔离变压器的原边的第二端。
在一些实施例中,所述第一辅助电源电路包括第二反激电路,所述第二反激电路的输入端连接所述合路选择器的输出端,所述第二反激电路的输出端为所述辅助电源系统的供电输出端,用于连接所述双向变换器的控制电路。
在一些实施例中,所述第二反激电路的输出端为至少一个。
在一些实施例中,所述第二反激电路包括第二隔离变压器、至少一个二极管、至少一个电容和第二开关管控制电路,所述第二隔离变压器包括至少一个副边;所述第二隔离变压器的原边分别连接所述合路选择器的输出端和第一开关管控制电路,每个所述副边均连接一个二极管和一个电容,所述副边的第一端连接所述二极管的阳极,所述二极管的阴极连接所述电容的第一端,所述电容的第二端连接所述副边的第二端,所述电容的第一端和所述电容的第二端为所述辅助电源系统的一个供电输出端。
在一些实施例中,所述第二开关管控制电路包括第二控制芯片和第二开关管,所述第二控制芯片的输出端连接所述第二开关管的栅极,所述第二开关管的源极接地,所述第二开关管的漏极连接所述第二隔离变压器的原边第二端。
在一些实施例中,所述低压输入电压为低压电池电压。
在第二方面,提供一种用电系统,包括辅助电源系统和双向变换器,所述辅助电源系统与双向变换器相连,所述双向变换器用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
本实用新型实施方式的有益效果是:区别于现有技术,本实用新型提出了一种双向变换器的辅助电源系统及用电系统,该辅助电源系统包括一个辅助电源电路和一个启机电路,当变换器工作在DC/AC变换时,利用简单的启机电路来替代复杂的第二路辅助电源,因而与传统的双辅助电源供电的技术方案相比,本实用新型结构简单,成本低。
附图说明
一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是本实用新型一实施例提供的一种双向变换器的辅助电源系统的结构框图示意图;
图2是本实用新型一实施例提供的启机电路的结构框图示意图;
图3是本实用新型一实施例提供的第一反激电路的电路图;
图4是本实用新型一实施例提供的第一开关管控制电路的电路图;
图5是本实用新型一实施例提供的第一辅助电源电路的结构框图示意图;
图6是本实用新型一实施例提供的第二反激电路的电路图;
图7是本实用新型一实施例提供的第二开关管控制电路的电路图;
图8是本实用新型一实施例提供的辅助电源系统的电路图。
图9是本实用新型一实施例提供的用电系统的结构框图示意图;
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型,但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
为了便于理解本申请,下面结合附图和具体实施例,对本申请进行更详细的说明。除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
需要说明的是,如果不冲突,本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合,均在本申请的保护范围之内。另外,虽然在装置示意图中进行了功能模块划分,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分。此外,本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定,仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
请参阅图1,图1为本实用新型实施例提供的一种双向变换器的辅助电源系统的结构框图示意图。辅助电源系统10包括启机电路11、第一辅助电源电路12以及合路选择器13。
启机电路11的输入端连接低压输入电压,启机电路11的输出端连接所述合路选择器13的第一输入端,启机电路11用于对所述低压输入电压进行隔离和升压,合路选择器13的第二输入端连接母线电压,合路选择器13的输出端连接第一辅助电源电路12的输入端,第一辅助电源电路12的输出端为辅助电源系统10的供电输出端,第一辅助电源电路12用于对第一辅助电源电路12的输入电压进行隔离和变换。
当双向变换器工作于AC/DC变换后,第一辅助电源电路12按照母线电压输入供电,该供电范围约在80V-400V之间均可以满足要求,然后经过变换成生成一路或多路电压输出,给双向变换器供电;当系统工作于DC/AC变换时,如果仅靠低压输入电压为第一辅助电源电路12供电,则第一辅助电源电路12无法工作,这时需要给第一辅助电源电路12提供一个启机电压,该启机电压由启机电路11提供,低压输入电压为启机电路11提供一个低压输入,启机电路11将低压输入隔离升压后输入第一辅助电源电路12,此时第一辅助电源电路12开始工作,经过变换后生成一路或多路电压输出,为双向变换器供电,当功率变换工作之后母线电压升起,此时第一辅助电源电路12依靠母线电压供电,启机电路11被嵌位,不再输出电压。
本实用新型提出了一种双向变换器的辅助电源系统,该辅助电源系统包括一个辅助电源电路和一个启机电路,当变换器工作在DC/AC变换时,利用简单的启机电路来替代复杂的第二路辅助电源,因而与传统的双辅助电源供电的技术方案相比,本实用新型结构简单,成本低。
在一些实施例中,请参阅图2,所述启机电路包括第一反激电路,所述第一反激电路的输入端连接所述低压输入电压,所述反激电路的输出端连接所述合路选择器的第一输入端。反激电路具有拓扑简单、输入输出电气隔离、升降压范围广、多路输出负载自动均衡等特点。
在一些实施例中,请参阅图3,所述第一反激电路包括第一隔离变压器T1、第一二极管D1、第一电容C1和第一开关管控制电路,第一隔离变压器T1的原边分别连接低压输入电压和第一开关管控制电路,第一二极管D1的阳极连接第一隔离变压器T1的副边第一端,第一二极管D1的阴极分别连接第一电容C1的第一端和合路选择器第一输入端,第一电容D1的第二端连接隔离变压器T1的副边第二端和接地。
在一些实施例中,请参阅图4,所述第一开关管控制电路包括第一控制芯片和第一开关管Q1,所述第一控制芯片的输出端连接第一开关管Q1的栅极,所述第一开关管的源极接地,所述第一开关管的漏极连接所述第一隔离变压器的原边第二端。
第一反激电路的工作原理如下:隔离变压器T1的原边和副边绕组极性相反,第一控制芯片向第一开关管Q1发送PWM信号控制第一开关管的开合。当第一开关管Q1导通时,隔离变压器T1的原边电感电流开始上升,此时由于次级同名端的关系,第一二极管D1截止,隔离变压器T1储存能量,第一电容C1经过合路变换器后为第一辅助电源电路提供能量;当第一开关管Q1截止时,隔离变压器T1原边电感感应电压反相,此时二极管D1导通,隔离变压器T1的能量经由第一二极管D1为第一辅助电源电路供电,同时对第一电容C1充电,补充由于第一开关管Q1截止时损耗的能量。
在一些实施例中,请参阅图5,所述第一辅助电源电路包括第二反激电路,所述第二反激电路的输入端连接所述合路选择器的输出端,所述第二反激电路的输出端为所述辅助电源系统的供电输出端,用于连接所述双向变换器的控制电路。在一些实施例中,所述第二反激电路的输出端为至少一个。
在一些实施例中,请参阅图6,所述第二反激电路包括第二隔离变压器T2、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第二开关管控制电路。第二隔离变压器T2包括一个原边和三个副边,每个副边均连接一个二极管和一个电容,第二隔离变压器T2的原边分别连接合路选择器的输出端和第一开关管控制电路,第二隔离变压器T2的第一副边的第一端连接第二二极管D2的阳极,第二二极管D2的阴极连接第二电容C2的第一端,第二电容C2的第二端连接第一副边的第二端,第二电容C2的第一端和第二电容C2的第二端为辅助电源系统的一个供电输出端;第二隔离变压器T2的第二副边的第一端连接第三二极管D3的阳极,第三二极管D3的阴极连接第三电容C3的第一端,第三电容C3的第二端连接第一副边的第二端,第三电容C3的第一端和第三电容C3的第二端为辅助电源系统的一个供电输出端;第二隔离变压器T2的第三副边的第一端连接第四二极管D4的阳极,第四二极管D4的阴极连接第四电容C4的第一端,第四电容C4的第二端连接第三副边的第二端,第四电容C4的第一端和第四电容C4的第二端为辅助电源系统的一个供电输出端。
在一些实施例中,请参阅图7,所述第二开关管控制电路包括第二控制芯片和第二开关管Q2,所述第二控制芯片的输出端连接所述第二开关管的栅极,所述第二开关管的源极接地,所述第二开关管的漏极连接所述第二隔离变压器的原边第二端。
第二反激电路的工作原理如下:隔离变压器T2的原边和副边绕组极性相反,第二控制芯片向第二开关管Q2发送PWM信号控制第二开关管的开合。当第二开关管Q2导通时,隔离变压器T2的原边电感电流开始上升,此时由于次级同名端的关系,第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4截止,隔离变压器T2储存能量,负载由第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4提供能量;当第二开关管Q2截止时,隔离变压器T2原边电感感应电压反相,此时第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4导通,隔离变压器T2的能量经由第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4向三个负载供电,同时对第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4充电,补充由于第二开关管Q2截止时损耗的能量。
在一些实施例中,启机电路的低压输入电压由低压电池提供,在其他一些实施例中,启机电路的低压输入电压也可以是其他类型的低压输出电源提供,在此不做限定。
在一些实施例中,请参阅图8,图8为一种辅助电源系统的电路图。辅助电源系统由启机电路、第一辅助电源电路和合路器组成。该辅助电源系统的工作原理如下:当双向变换器工作于AC/DC变换后,第一辅助电源按照母线电压输入供电,当第二开关管Q2导通时,隔离变压器T2的原边电感电流开始上升,此时第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4截止,隔离变压器T2储存能量,负载由第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4提供能量;当第二开关管Q2截止时,隔离变压器T2原边电感感应电压反相,此时第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4导通,隔离变压器T2的能量经由第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4向三个负载供电,同时对第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4充电,补充由于第二开关管Q2截止时损耗的能量。当系统工作于DC/AC变换时,首先启机电路开始工作,为第一辅助电源电路提供一个启机电压,当启机电路的第一开关管Q1导通时,隔离变压器T1的原边电感电流开始上升,此时二极管D1截止,隔离变压器T1储存能量,第一电容C1经过合路变换器后为第一辅助电源电路提供能量;当第一开关管Q1截止时,隔离变压器T1原边电感感应电压反相,此时二极管D1导通,隔离变压器T1的能量经由二极管D1为第一辅助电源电路供电,同时对第一电容C1充电,补充由于第一开关管Q1截止时损耗的能量;第一辅助电源电路接收到启机电压后开始工作,经过反激变换后输出多路电压,为双向变换器供电,当功率变换工作之后母线电压升起,当母线电压大于启机电路提供的启机电压时,第一辅助电源电路切换为母线电压供电,启机电路停止工作。
请参阅图9,本实用新型实施例还提供了一种用电系统20,包括辅助电源系统21和双向变换器22,辅助电源系统21与双向变换器22电气相连,辅助电源系统为双向变换器供电,双向变换器22用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。其中,辅助电源系统21可以为上述任一实施例所述的辅助电源系统。
需要说明的是,以上所描述的实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;在本实用新型的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种双向变换器的辅助电源系统,用于为所述双向变换器的控制电路供电,其特征在于,所述辅助电源系统包括:启机电路、第一辅助电源电路和合路选择器;
所述启机电路的输入端连接低压输入电压,所述启机电路的输出端连接所述合路选择器的第一输入端,所述启机电路用于对所述低压输入电压进行隔离和升压,所述合路选择器的第二输入端连接母线电压,所述合路选择器的输出端连接第一辅助电源电路的输入端,所述第一辅助电源电路的输出端为所述辅助电源系统的供电输出端,所述第一辅助电源电路用于对所述第一辅助电源电路的输入电压进行隔离和变换。
2.根据权利要求1所述的辅助电源系统,其特征在于,所述启机电路包括第一反激电路,所述第一反激电路的输入端连接所述低压输入电压,所述反激电路的输出端连接所述合路选择器的第一输入端。
3.根据权利要求2所述的辅助电源系统,其特征在于,所述第一反激电路包括第一隔离变压器、第一二极管、第一电容和第一开关管控制电路,所述第一隔离变压器的原边分别连接所述低压输入电压和第一开关管控制电路,所述第一二极管的阳极连接所述第一隔离变压器的副边第一端,所述第一二极管的阴极分别连接所述第一电容的第一端和所述合路选择器第一输入端,所述第一电容的第二端分别连接所述隔离变压器的副边的第二端和地。
4.根据权利要求3所述的辅助电源系统,其特征在于,所述第一开关管控制电路包括第一控制芯片和第一开关管,所述第一控制芯片的输出端连接所述第一开关管的栅极,所述第一开关管的源极接地,所述第一开关管的漏极连接所述第一隔离变压器的原边的第二端。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的辅助电源系统,其特征在于,所述第一辅助电源电路包括第二反激电路,所述第二反激电路的输入端连接所述合路选择器的输出端,所述第二反激电路的输出端为所述辅助电源系统的供电输出端,用于连接所述双向变换器的控制电路。
6.根据权利要求5所述的辅助电源系统,其特征在于,所述第二反激电路的输出端为至少一个。
7.根据权利要求5所述的辅助电源系统,其特征在于,所述第二反激电路包括第二隔离变压器、至少一个二极管、至少一个电容和第二开关管控制电路,所述第二隔离变压器包括至少一个副边;
所述第二隔离变压器的原边分别连接所述合路选择器的输出端和第一开关管控制电路,每个所述副边均连接一个二极管和一个电容,所述副边的第一端连接所述二极管的阳极,所述二极管的阴极连接所述电容的第一端,所述电容的第二端连接所述副边的第二端,所述电容的第一端和所述电容的第二端为所述辅助电源系统的一个供电输出端。
8.根据权利要求7所述的辅助电源系统,其特征在于,所述第二开关管控制电路包括第二控制芯片和第二开关管,所述第二控制芯片的输出端连接所述第二开关管的栅极,所述第二开关管的源极接地,所述第二开关管的漏极连接所述第二隔离变压器的原边第二端。
9.根据权利要求1所述的辅助电源系统,其特征在于,所述低压输入电压为低压电池电压。
10.一种用电系统,其特征在于,包括权利要求1-9任意一项所述的辅助电源系统和双向变换器,所述辅助电源系统与双向变换器相连,所述双向变换器用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202120818929.0U CN215817927U (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种双向变换器的辅助电源系统及用电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202120818929.0U CN215817927U (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种双向变换器的辅助电源系统及用电系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN215817927U true CN215817927U (zh) | 2022-02-11 |
Family
ID=80171527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202120818929.0U Active CN215817927U (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种双向变换器的辅助电源系统及用电系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN215817927U (zh) |
-
2021
- 2021-04-20 CN CN202120818929.0U patent/CN215817927U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110677060B (zh) | 功率变换系统及其中直流母线电容的预充电方法 | |
US8130524B2 (en) | Bi-directional DC to DC power converter having a neutral terminal | |
US9166501B2 (en) | Power supply unit for converting power between DC and AC and operating method of the same | |
JP5783490B2 (ja) | 複数供給オンボード電源を備えた電力インバータ | |
CN105141134A (zh) | 一种开关电源和控制该开关电源的方法 | |
WO2002021659A1 (en) | High efficiency fuel cell power conditioner | |
EA027919B1 (ru) | Способ управления последовательным резонансным преобразователем постоянного тока в постоянный | |
CN103187785B (zh) | 一种ups模块及ups系统 | |
US20130038130A1 (en) | Dc-to-ac converter system and dc-to-ac converter circuit | |
EP4258533A1 (en) | Power supply system and solar photovoltaic inverter | |
CN104868725A (zh) | 一种升压型非隔离三端口直流变换器及其控制方法 | |
US20170012465A1 (en) | Ups circuit | |
WO2021195692A1 (en) | A bi-directional ac-dc power converter – inverter | |
KR20190115364A (ko) | 단상 및 3상 겸용 충전기 | |
US7710087B2 (en) | Power converter and power converting method | |
US20240146096A1 (en) | Charging apparatus, charging pile, and charging system | |
CN113131753A (zh) | 一种双向变换器的辅助电源系统及用电系统 | |
CN215817927U (zh) | 一种双向变换器的辅助电源系统及用电系统 | |
US20220416671A1 (en) | Power electronic transformer and power supply system | |
US6961250B2 (en) | Non-isolated AC power supply device and method for controlling the same | |
CN212627692U (zh) | 基于隔离变压器的多路输出隔离非稳压电源电路 | |
CN111327194B (zh) | 共直流电源的电源转换器及供电装置 | |
CN210183230U (zh) | 一种用于大功率车载双向dc的逆变电路 | |
CN111200294B (zh) | 高频双向光伏能逆变储能系统 | |
CN102761266A (zh) | 一种具有多路输出的大功率开关电源电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |