CN220307119U - 辅助供电电路、辅助供电装置及储能逆变器 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于电力电子技术领域,提供了一种辅助供电电路、辅助供电装置及储能逆变器。辅助供电电路中的第一隔离模块分别与变压器的原边绕组的同名端、第一开关模块和第一电源连接,第一开关模块分别与变压器的原边绕组的异名端、第二开关模块、第一整流滤波模块、第二隔离模块、分压模块和第二电源电连接,变压器的第一副边绕组的同名端与第二隔离模块电连接,第二开关模块分别与变压器的第一副边绕组的异名端、分压模块和第二整流滤波模块电连接,变压器的第二副边绕组的同名端和异名端均与第一整流滤波模块电连接,变压器的第三副边绕组的同名端和异名端均与第二整流滤波模块电连接。本申请解决了现有的辅助供电系统体积过大、成本过高的问题。
Description
技术领域
本申请属于电力电子技术领域,尤其涉及一种辅助供电电路、辅助供电装置及储能逆变器。
背景技术
在储能逆变器中通常采用辅助供电系统对控制器供电,辅助供电系统的输入为高低压混合输入,为了解决高低压混合输入的问题,现有的辅助供电系统的电路结构均需采用两个变压器实现,导致辅助供电系统的体积过大,成本过高。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种辅助供电电路、辅助供电装置及储能逆变器,可以解决的现有的辅助供电系统体积过大、成本过高的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种辅助供电电路,包括变压器、第一隔离模块、第二隔离模块、第一开关模块、第二开关模块、第一整流滤波模块、第二整流滤波模块和分压模块;所述第一隔离模块分别与所述变压器的原边绕组的同名端、所述第一开关模块和第一电源电连接,所述第一开关模块分别与所述变压器的原边绕组的异名端、所述第二开关模块、所述第一整流滤波模块、所述第二隔离模块、所述分压模块和第二电源电连接,所述变压器的第一副边绕组的同名端与所述第二隔离模块电连接,所述第二开关模块分别与所述变压器的第一副边绕组的异名端、所述分压模块和所述第二整流滤波模块电连接,所述变压器的第二副边绕组的同名端和异名端均与所述第一整流滤波模块电连接,所述变压器的第三副边绕组的同名端和异名端均与所述第二整流滤波模块电连接;
当采用所述第一电源和所述第二电源同时供电时,采用所述第一电源唤醒所述辅助供电电路,所述第一隔离模块用于根据所述第一电源提供的第一电源电压导通,并将所述第一电源电压传输至所述变压器的原边绕组的同名端;所述第二隔离模块用于隔离所述变压器的第一副边绕组和所述第二电源;所述分压模块用于向所述第二开关模块输出第一电压;所述第二开关模块用于根据所述第一电压断开;所述第一开关模块用于接收所述第一电源电压、目标电压和所述第二电源提供的第二电源电压,根据所述第一电源电压和所述目标电压周期性地导通或断开,使所述变压器的原边绕组周期性地储存能量或释放能量,并通过所述变压器的第二副边绕组和所述第一整流滤波模块使所述目标电压维持稳定;当所述第二电源电压达到预设电压时,所述第一开关模块断开,所述第一隔离模块隔离所述变压器的原边绕组和所述第一电源,所述第二隔离模块根据所述第二电源电压导通,并将所述第二电源电压传输至所述变压器的第一副边绕组的同名端,所述分压模块根据所述第二电源电压向所述第二开关模块输出第二电压,所述第二整流滤波模块向所述第二开关模块输出第三电压,所述第二开关模块根据所述第二电压、所述第三电压和所述目标电压周期性地导通或断开,使所述变压器的第一副边绕组周期性地储存能量或释放能量,并通过所述变压器的第二副边绕组和所述第一整流滤波模块使所述目标电压维持稳定,其中,所述目标电压为所述第一整流滤波模块输出的电压。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述第一开关模块包括第一PWM控制单元、第一开关单元、第一反馈单元、启动单元、第一检测单元和第二检测单元;所述第一PMW控制单元分别与所述启动单元、所述第一开关单元、所述第一反馈单元、所述第一检测单元和所述第二检测单元电连接,所述启动单元分别与所述第一隔离模块、所述第一电源、所述第一检测单元、所述第一反馈单元、所述第一整流滤波模块和所述第二开关模块电连接,所述第二检测单元分别与所述第二隔离模块、所述第二电源和所述分压模块电连接,所述第一开关单元与所述变压器的原边绕组的异名端电连接;
当采用所述第一电源和所述第二电源同时供电时,采用所述第一电源唤醒所述辅助供电电路,所述启动单元用于根据所述第一电源提供的第一电源电压导通,并向所述第一PWM控制单元输出启动电压;所述第一PWM控制单元用于根据所述启动电压开启工作,并向所述第一开关单元输出第一PWM控制信号;所述第一开关单元用于根据所述第一PWM控制信号周期性地导通或断开,以使所述变压器的原边绕组周期性地储存能量或释放能量,并通过所述变压器的第二副边绕组和所述第一整流滤波模块输出所述目标电压;当所述启动单元接收到所述目标电压后,所述启动单元断开,并将所述目标电压传输至所述第一PWM控制单元;所述第一反馈单元用于根据所述目标电压向所述第一PWM控制单元输出第一反馈信号;所述第一PWM控制单元用于根据所述第一反馈信号调整所述第一PWM控制信号,进而调整所述第一开关单元的导通时间,最终使所述目标电压维持稳定;所述第一检测单元用于接收所述第一电源电压,根据所述第一电源电压检测所述第一电源是否处于低压或欠压,当所述第一电源处于低压或欠压时,所述第一检测单元将所述第一PWM控制单元下拉至地,使所述第一PWM控制单元停止工作;所述第二检测单元用于接收所述第二电源提供的第二电源电压,当所述第二电源电压达到所述预设电压时,所述第二检测单元将所述第一PWM控制单元下拉至地,使所述第一PWM控制单元停止工作。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述第一开关单元包括第一开关管、第一电阻、第二电阻和第一电容;所述第一开关管的控制端与所述第一PWM控制单元电连接,所述第一开关管的第二导通端与所述变压器的原边绕组的异名端电连接,所述第一开关管的第一导通端分别与所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端电连接,所述第二电阻的第二端和所述第一电容的第一端均与所述第一PWM控制单元电连接,所述第一电容的第二端和所述第一电阻的第二端均用于与第一电源地电连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述第二开关模块包括第二PWM控制单元、第二开关单元、第三开关单元和第二反馈单元;所述第二PWM控制单元分别与所述第二开关单元、所述第三开关单元和所述第二反馈单元电连接,所述第二开关单元与所述变压器的第一副边绕组的异名端电连接,所述第三开关单元分别与所述第二整流滤波模块和所述分压模块电连接,所述第二反馈单元分别与所述第一整流滤波模块和所述第一开关模块电连接;
当采用所述第一电源和所述第二电源同时供电时,采用所述第一电源唤醒所述辅助供电电路,所述分压模块用于向所述第三开关单元输出所述第一电压;所述第三开关单元用于根据所述第一电压断开;当所述第二电源提供的第二电源电压达到所述预设电压时,所述分压模块根据所述第二电源电压向所述第三开关单元输出所述第二电压,所述第二整流滤波模块向所述第三开关单元输出所述第三电压,所以第三开关单元根据所述第二电压导通,并将所述第三电压传输至所述第二PWM控制单元,所述第二PWM控制单元根据所述第三电压开启工作,并向所述第二开关单元输出第二PWM控制信号,所述第二开关单元根据所述第二PWM控制信号周期性地导通或断开,使所述变压器的第一副边绕组周期性储存能量或释放能量,并通过所述变压器的第二副边绕组和所述第一整流滤波模块输出所述目标电压,所述第二反馈单元根据所述目标电压向所述第二PWM控制单元输出第二反馈信号,所述第二PWM控制单元根据所述第二反馈信号调整所述第二PWM控制信号,进而调整所述第二开关单元的导通时间,最终使所述目标电压维持稳定。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述第二开关单元包括第二开关管、第三电阻、第四电阻和第二电容;所述第二开关管的控制端与所述第二PWM控制单元电连接,所述第二开关管的第二导通端与所述变压器的第一副边绕组的异名端电连接,所述第二开关管的第一导通端分别与所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端电连接,所述第四电阻的第二端和所述第二电容的第一端均与所述第二PWM控制单元电连接,所述第三电阻的第二端和所述第二电容的第二端均用于与第二电源地电连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述第三开关单元包括第三开关管;所述第三开关管的控制端与所述分压模块电连接,所述第三开关管的第一导通端与所述第二整流滤波模块电连接,所述第三开关管的第二导通端与所述第二PWM控制单元电连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述分压模块包括第五电阻和第六电阻;所述第五电阻的第一端分别与所述第二电源、所述第二隔离模块和所述第一开关模块电连接,所述第五电阻的第二端分别与所述第六电阻的第一端和所述第二开关模块电连接,所述第六电阻的第二端用于与第二电源地电连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中,所述辅助供电电路还包括滤波模块;所述滤波模块分别与所述第二隔离模块、所述第二电源、所述分压模块和所述第一开关模块电连接。
第二方面,本申请实施例提供了一种辅助供电装置,包括第一方面任一项所述的辅助供电电路。
第三方面,本申请实施例提供了一种储能逆变器,包括第二方面所述的辅助供电装置。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是:
本申请实施例提供了一种辅助供电电路,包括变压器、第一隔离模块、第二隔离模块、第一开关模块、第二开关模块、第一整流滤波模块、第二整流滤波模块和分压模块。第一隔离模块分别与变压器的原边绕组的同名端、第一开关模块和第一电源电连接,第一开关模块分别与变压器的原边绕组的异名端、第二开关模块、第一整流滤波模块、第二隔离模块、分压模块和第二电源电连接,变压器的第一副边绕组的同名端与第二隔离模块电连接,第二开关模块分别与变压器的第一副边绕组的异名端、分压模块和第二整流滤波模块电连接,变压器的第二副边绕组的同名端和异名端均与第一整流滤波模块电连接,变压器的第三副边绕组的同名端和异名端均与第二整流滤波模块电连接。
具体的,当只采用第一电源供电时,第一隔离模块用于根据第一电源提供的第一电源电压导通,并将第一电源电压传输至变压器的原边绕组的同名端;第二隔离模块用于隔离变压器的第一副边绕组和第二电源;分压模块用于向第二开关模块输出第一电压;第二开关模块用于根据第一电压断开;第一开关模块用于接收第一电源电压和目标电压,根据第一电源电压和目标电压周期性地导通或断开,使变压器的原边绕组周期性地储存能量或释放能量,并通过变压器的第二副边绕组和第一整流滤波模块使目标电压维持稳定,其中,目标电压为第一整流滤波模块输出的电压,第一电源电压为低压直流电压。
当采用第一电源和第二电源同时供电时,采用第一电源唤醒辅助供电电路,第一隔离模块用于根据第一电源电压导通,并将第一电源电压传输至变压器的原边绕组的同名端;第二隔离模块用于隔离变压器的第一副边绕组和第二电源;分压模块用于向第二开关模块输出第一电压;第二开关模块用于根据第一电压断开;第一开关模块用于接收第一电源电压、目标电压和第二电源提供的第二电源电压,根据第一电源电压和目标电压周期性地导通或断开,使变压器的原边绕组周期性地储存能量或释放能量,并通过变压器的第二副边绕组和第一整流滤波模块使目标电压维持稳定;当第二电源电压达到预设电压时,第一开关模块断开,第一隔离模块隔离变压器的原边绕组和第一电源,第二隔离模块根据第二电源电压导通,并将第二电源电压传输至变压器的第一副边绕组的同名端,分压模块根据第二电源电压向第二开关模块输出第二电压,第二整流滤波模块向第二开关模块输出第三电压,第二开关模块根据第二电压、第三电压和目标电压周期性地导通或断开,使变压器的第一副边绕组周期性地储存能量或释放能量,并通过变压器的第二副边绕组和第二整流滤波模块使目标电压维持稳定,其中,第二电源电压为直流母线电压。
当只采用第二电源供电时,第一隔离模块用于隔离变压器的原边绕组和第一电源;第二隔离模块用于根据第二电源电压导通,并将第二电源电压传输至变压器的第一副边绕组的同名端;第一开关模块用于接收第一电源电压和第二电源电压,根据第一电源电压或第二电源电压断开;分压模块用于根据第二电源电压向第二开关模块输出第二电压;第二整流滤波模块用于向第二开关模块输出第三电压;第二开关模块用于根据第二电压、第三电压和目标电压周期性地导通或断开,使变压器的第一副边绕组周期性地储存能量或释放能量,并通过变压器的第二副边绕组和第二整流滤波模块使目标电压维持稳定。
由上可知,本申请实施例提供的辅助供电电路的电路结构仅采用一个变压器实现,在实现高低压混合输入的前提下,降低了辅助供电电路的体积和成本。
综上,本申请实施例提供的辅助供电电路解决了现有的辅助供电系统体积过大、成本过高的问题。
可以理解的是,上述第二方面至第三方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述,在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的辅助供电系统的原理框图一;
图2是现有的辅助供电系统的原理框图二;
图3是本申请一实施例提供的辅助供电电路的原理框图;
图4是本申请另一实施例提供的辅助供电电路的原理框图;
图5是本申请另一实施例提供的辅助供电电路的原理框图;
图6是本申请另一实施例提供的辅助供电电路的原理框图;
图7是本申请一实施例提供的辅助供电电路的电路连接示意图。
图中:10、第一隔离模块;20、第二隔离模块;30、第一开关模块;301、第一PWM控制单元;302、第一开关单元;303、第一反馈单元;304、启动单元;305、第一检测单元;306、第二检测单元;40、第二开关模块;401、第二PWM控制单元;402、第二开关单元;403、第三开关单元;404、第二反馈单元;50、第一整流滤波模块;60、第二整流滤波模块;70、分压模块;80、第一电源;90、第二电源;100、滤波模块。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解,当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当…时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外,在本申请说明书和所附权利要求书的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
对于高低压混合输入的辅助供电系统一般有两种实现方式,一种是采用两个独立的供电模块,原理框图如图1所示,工作原理是低压供电模块和高压供电模块构成两路独立的供电电路为储能逆变器中的控制器供电,两路独立的供电电路通过大功率二极管进行隔离。另一种也是采用两个独立的供电模块,原理框图如图2所示,工作原理是低压通过低压供电模块中的升压电路升到高压,然后给高压供电模块供电,最后通过高压供电模块为储能逆变器中的控制器供电。这两种实现方式都需要采用两个变压器,导致辅助供电系统的体积过大、成本过高。需要说明的是,高低压混合输入中的高压为高压直流电压,例如高压直流电压为220V,低压为低压直流电压,例如低压直流电压为48V、24V或12V。
针对上述问题,本申请实施例提供了一种辅助供电电路,如图3所示,辅助供电电路包括变压器TX1、第一隔离模块10、第二隔离模块20、第一开关模块30、第二开关模块40、第一整流滤波模块50、第二整流滤波模块60和分压模块70。第一隔离模块10分别与变压器TX1的原边绕组N1的同名端、第一开关模块30和第一电源80电连接,第一开关模块30分别与变压器TX1的原边绕组N1的异名端、第二开关模块40、第一整流滤波模块50、第二隔离模块20、分压模块70和第二电源90电连接,变压器TX1的第一副边绕组N2的同名端与第二隔离模块20电连接,第二开关模块40分别与变压器TX1的第一副边绕组N2的异名端、分压模块70和第二整流滤波模块60电连接,变压器TX1的第二副边绕组N3的同名端和异名端均与第一整流滤波模块50电连接,变压器TX1的第三副边绕组N4的同名端和异名端均与第二整流滤波模块60电连接。其中,第一电源80为电池。第二电源90由直流母线电压供电。变压器TX1为反激式变压器。
具体的,当只采用第一电源80供电时,第一隔离模块10用于根据第一电源80提供的第一电源电压导通,并将第一电源电压传输至变压器TX1的原边绕组N1的同名端。第二隔离模块20用于隔离变压器TX1的第一副边绕组N2和第二电源90,使第二电源90与变压器TX1的第一副边绕组N2之间无法导通,则第二电源90上没有电压。分压模块70用于向第二开关模块40输出第一电压。第二开关模块40用于根据第一电压断开。第一开关模块30用于接收第一电源电压和目标电压,根据第一电源电压和目标电压周期性导通或断开,以使变压器TX1的原边绕组N1周期性地储存能量或释放能量,并通过变压器TX1的第二副边绕组N3的耦合作用和第一整流滤波模块50的整流滤波作用,使目标电压维持稳定,其中,目标电压为第一整流滤波模块50输出的电压,用于为储能逆变器中的控制器供电,第一电源电压为低压直流电压,例如低压直流电压为48V、24V或12V。
当采用第一电源80和第二电源90同时供电时,采用第一电源80唤醒辅助供电电路,当第二电源90提供第二电源电压达到预设电压时,关闭第一电源80的供电回路,利用第二电源90供电。具体工作原理为第一隔离模块10用于根据第一电源电压导通,并将第一电源电压传输至变压器TX1的原边绕组N1的同名端。第二隔离模块20用于隔离变压器TX1的第一副边绕组N2和第二电源90,使第二电源90与变压器TX1的第一副边绕组N2之间无法导通,则第二电源90上没有电压。分压模块70用于向第二开关模块40输出第一电压。第二开关模块40用于根据第一电压断开。第一开关模块30用于接收第一电源电压、目标电压和第二电源90提供的第二电源电压,根据第一电源电压和目标电压周期性地导通或断开,使变压器TX1的原边绕组N1周期性地储存能量或释放能量,并通过变压器TX1的第二副边绕组N3和第一整流滤波模块50使目标电压维持稳定;当第二电源电压达到预设电压时,第一开关模块30断开,即关闭了第一电源80的供电回路,可以降低电路的功耗,第一隔离模块10隔离变压器TX1的原边绕组N1和第一电源80,使第一电源80与变压器TX1的原边绕组N1之间无法导通,第二隔离模块20根据第二电源电压导通,并将第二电源电压传输至变压器TX1的第一副边绕组N2的同名端,分压模块70根据第二电源电压向所述第二开关模块40输出第二电压,第二整流滤波模块60用于向第二开关模块40输出第三电压,第二开关模块40根据第二电压、第三电压和目标电压周期性地导通或断开,使变压器TX1的第一副边绕组N2周期性地储存能量或释放能量,并通过变压器TX1的第二副边绕组N3的耦合作用和第一整流滤波模块50的整流滤波作用,使目标电压维持稳定。其中,第二电源电压为直流母线电压,例如直流母线电压为220V。
当只采用第二电源90供电时,第一隔离模块10用于隔离变压器TX1的原边绕组N1和第一电源80,使第一电源80与变压器TX1的原边绕组N1之间无法导通。第二隔离模块20用于根据第二电源电压导通,并将第二电源电压传输至变压器TX1的第一副边绕组N2的同名端。第一开关模块30用于接收第一电源电压和第二电源电压,根据第一电源电压或第二电源电压断开。分压模块70用于根据第二电源电压向第二开关模块40输出第二电压。第二整流滤波模块60用于向第二开关模块40输出第三电压。第二开关模块40用于根据第二电压、第三电压和目标电压周期性地导通或断开,使变压器TX1的第一副边绕组N2周期性地储存能量或释放能量,通过变压器TX1的第二副边绕组N3的耦合作用和第一整流滤波模块50的整流滤波作用,使目标电压维持稳定。
由上可知,本申请实施例提供的辅助供电电路的电路结构仅采用一个变压器TX1实现,在实现高低压混合输入的前提下,降低了辅助供电电路的体积和成本。
综上,本申请实施例提供的辅助供电电路解决了现有的辅助供电系统体积过大、成本过高的问题。
需要说明的是,预设电压可根据实际情况进行设定,本申请对此不作限定。
如图7所示,第一隔离模块10包括第一二极管D1。第一二极管D1的正极分别与第一电源80的正极和第一开关模块30电连接,第一二极管D1的负极与变压器TX1的原边绕组N1的同名端电连接,第一电源80的负极与第一电源地电连接。其中,第一电源地为低压地。
具体的,当只采用第一电源80供电时,第一二极管D1根据第一电源80提供的第一电源电压正向导通,并将第一电源电压传输至变压器TX1的原边绕组N1的同名端。
当采用第一电源80和第二电源90同时供电时,采用第一电源80唤醒辅助供电电路,第一二极管D1正向导通,并将第一电源电压传输至变压器TX1的原边绕组N1的同名端。当第二电源90提供的第二电源电压达到预设电压时,第一开关模块30断开,即不再利用第一电源80供电,此时利用第二电源90供电,第一二极管D1反向截止,隔离变压器TX1的原边绕组N1与第一电源80,使隔离变压器TX1的原边绕组N1与第一电源80之间无法导通。
当只采用第二电源90供电时,第一二极管D1反向截止,隔离变压器TX1的原边绕组N1与第一电源80,使隔离变压器TX1的原边绕组N1与第一电源80之间无法导通。
需要说明的是,第一隔离模块10也可由实现其功能的其他模块替换,不限于此。
如图7所示,第二隔离模块20包括第二二极管D2。第二二极管D2的正极分别与第二电源90的正极、分压模块70和第一开关模块30电连接,第二二极管D2的负极与变压器TX1的第一副边绕组N2的同名端电连接,第二电源90的负极与第二电源地电连接。其中,第二电源地为高压地。
具体的,当只采用第一电源80供电时,第二二极管D2反向截止,隔离变压器TX1的第一副边绕组N2与第二电源90,使隔离变压器TX1的第一副边绕组N2与第二电源90之间无法导通。
当采用第一电源80和第二电源90同时供电时,采用第一电源80唤醒辅助供电电路,第二二极管D2反向截止,隔离变压器TX1的第一副边绕组N2与第二电源90,使隔离变压器TX1的第一副边绕组N2与第二电源90之间无法导通。当第二电源90提供的第二电源电压达到预设电压时,第一开关模块30断开,即不再利用第一电源80供电,此时利用第二电源90供电,第二二极管D2正向导通,并将第二电源电压传输至变压器TX1的第一副边绕组N2的同名端。
当只采用第二电源90供电时,第二二极管D2根据第二电源90提供的第二电源电压正向导通,并将第二电源电压传输至变压器TX1的第一副边绕组N2的同名端。
需要说明的是,第二隔离模块20也可由实现其功能的其他模块替换,不限于此。
如图7所示,第一整流滤波模块50包括第三二极管D3和第三电容C3。第三二极管D3的正极与变压器TX1的第二副边绕组N3的异名端电连接,第三二极管D3的负极分别与第三电容C3的第一端、第一开关模块30和第二开关模块40电连接,第三电容C3的第二端和变压器TX1的第二副边绕组N3的同名端均与第一电源地电连接。具体的,第三二极管D3用于整流,第三电容C3用于滤波储能,以使输出的目标电压Vout更稳定。
需要说明的是,第一整流滤波模块50也可由实现其功能的其他模块替换,不限于此。
如图7所示,第二整流滤波模块60包括第四二极管D4和第四电容C4。第四二极管D4的正极与变压器TX1的第三副边绕组N4的异名端电连接,第四二极管D4的负极分别与第四电容C4的第一端和第二开关模块40电连接,第四电容C4的第二端和变压器TX1的第三副边绕组N4的同名端均与第二电源地电连接。具体的,第四二极管D4用于整流,第四电容C4用于滤波储能,并向第二开关模块40输出第三电压。
需要说明的是,第二整流滤波模块60也可由实现其功能的其他模块替换,不限于此。
如图4所示,第一开关模块30包括第一PWM控制单元301、第一开关单元302、第一反馈单元303、启动单元304、第一检测单元305和第二检测单元306。第一PMW控制单元301分别与启动单元304、第一开关单元302、第一反馈单元303、第一检测单元305和第二检测单元306电连接,启动单元304分别与第一隔离模块10、第一电源80、第一检测单元305、第一反馈单元303、第一整流滤波模块50和第二开关模块40电连接,第二检测单元306分别与第二隔离模块20、第二电源90和分压模块70电连接,第一开关单元302与变压器TX1的原边绕组N1的异名端电连接。根据图7可知,启动单元304分别与第一电源80的正极、第一二极管D1的正极、第一反馈单元303、第三二极管D3的负极、第三电容C3的第一端和第二开关模块40电连接。其中,启动单元304与第一PWM控制单元301的电源端电连接,第一反馈单元303、第一检测单元305和第二检测单元306与第一PWM控制单元301的反馈端电连接。
具体的,当只采用第一电源80供电时,启动单元304根据第一电源80提供的第一电源电压导通,并向第一PWM控制单元301输出启动电压,第一PWM控制单元301根据启动电压开启工作,并向第一开关单元302输出第一PWM控制信号,第一开关单元302根据第一PWM控制信号周期性地导通或断开,以使变压器TX1的原边绕组N1周期性地储存能量或释放能量,最后通过变压器TX1的第二副边绕组N3和第一整流滤波模块50输出目标电压。当启动单元304接收到目标电压后,启动单元304断开,并将目标电压传输至第一PWM控制单元301,此时的第一PWM控制单元301由目标电压供电。第一反馈单元303根据目标电压向第一PWM控制单元301输出第一反馈信号,第一PWM控制单元301根据第一反馈信号调整第一PWM控制信号,进而调整第一开关单元302的导通时间,最终使目标电压维持稳定。第一检测单元305用于根据第一电源80提供的第一电源电压检测第一电源80是否处于低压或欠压,当第一电源80处于低压或欠压时,第一检测单元305将第一PWM控制单元301的反馈端下拉至地,使第一PWM控制单元301停止工作。
当采用第一电源80和第二电源90同时供电时,采用第一电源80唤醒辅助供电电路,启动单元304、第一PWM控制单元301、第一开关单元302、第一反馈单元303、第一检测单元305的工作原理请参照上述当只采用第一电源80供电时的工作原理。第二检测单元306用于接收第二电源90提供的第二电源电压,当第二电源电压达到预设电压时,第二检测单元306将第一PWM控制单元301的反馈端下拉至地,使第一PWM控制单元301停止工作,即第一开关模块30断开,不再利用第一电源80供电。此时利用第二电源90供电。
当只采用第二电源90供电时,第二检测单元306接收第二电源电压,第二电源电压已达到预设电压,则第二检测单元306将第一PWM控制单元301的反馈端下拉至地,使第一PWM控制单元301停止工作,即第一开关模块30断开。或者第一检测单元305根据第一电源电压判断第一电源80是否处于低压或欠压,当第一电源80处于低压或欠压时,第一检测单元305将第一PWM控制单元301的反馈端下拉至地,使第一PWM控制单元301停止工作,即第一开关模块30断开。
示例性的,第一PWM控制单元301可以选用硬件电路进行搭建,以使第一PWM控制单元301能够根据第一反馈信号输出第一PWM信号。第一反馈单元303、第一检测单元305、第二检测单元306均采用现有技术实现,本申请对它们的结构不作限定。
需要说明的是,第一开关模块30也可由实现其功能的其他模块替换,不限于此。
如图7所示,第一开关单元302包括第一开关管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1。第一开关管Q1的控制端与第一PWM控制单元301电连接,第一开关管Q1的第二导通端与变压器TX1的原边绕组N1的异名端电连接,第一开关管Q1的第一导通端分别与第一电阻R1的第一端和第二电阻R2的第一端电连接,第二电阻R2的第二端和第一电容C1的第一端均与第一PWM控制单元301电连接,第一电容C1的第二端和第一电阻R1的第二端均用于与第一电源地电连接。其中,第一开关管Q1的控制端与第一PWM控制单元301的控制端电连接,第二电阻R2的第二端和第一电容C1的第一端均与第一PWM控制单元301的采样端电连接。
具体的,当只采用第一电源80供电或者采用第一电源80唤醒辅助供电电路时,第一开关管Q1根据第一PWM控制单元301输出的第一PWM控制信号周期性地导通或断开,以使变压器TX1的原边绕组N1周期性地储存能量或释放能量,最后通过变压器TX1的第二副边绕组N3的耦合作用和第一整流滤波模块50的整流滤波作用,使目标电压Vout维持稳定。其中,第一电阻R1和第二电阻R2为电流采样电阻,当电流过大时,第一PWM控制单元301停止工作。第一电容C1用于滤波。
示例性的,第一开关管Q1为PMOS(positive channel Metal OxideSemiconductor,正沟道金属氧化物半导体)管,第一开关管Q1的控制端为PMOS管的栅极,第一开关管Q1的第一导通端为PMOS管的漏极,第一开关管Q1的第二导通端为PMOS管的源极。
需要说明的是,第一开关单元302也可由实现其功能的其他单元替换,不限于此。
如图5所示,第二开关模块40包括第二PWM控制单元401、第二开关单元402、第三开关单元403和第二反馈单元404。第二PWM控制单元401分别与第二开关单元402、第三开关单元403和第二反馈单元404电连接,第二开关单元402与变压器TX1的第一副边绕组N2的异名端电连接,第三开关单元403分别与第二整流滤波模块60和分压模块70电连接,第二反馈单元404分别与第一整流滤波模块50和第一开关模块30电连接。根据图5可知,第二反馈单元404分别与第一整流滤波模块50、第一反馈单元303和启动单元304电连接。根据图7可知,第二反馈单元404分别与第三二极管D3的负极、第三电容C3的第一端、第一反馈单元303和启动单元304电连接。其中,第三开关单元403与第二PWM控制单元401的电源端电连接,第二反馈单元404与第二PWM控制单元401的反馈端电连接。
具体的,当只采用第一电源80供电时,分压模块70向第三开关单元403输出第一电压,第一电压为低电平信号,第三开关单元403根据第一电压断开,则无法为第二PWM控制单元401供电,即第二开关模块40断开。
当采用第一电源80和第二电源90同时供电时,采用第一电源80唤醒辅助供电电路,分压模块70向第三开关单元403输出第一电压,第一电压为低电平电压,第三开关单元403根据第一电压断开,则无法为第二PWM控制单元401供电,即第二开关模块40断开。当第二电源90提供的第二电源电压达到预设电压时,第一开关模块30断开,即不再利用第一电源80供电,此时利用第二电源90供电。分压模块70根据第二电源电压向第三开关单元403输出第二电压,第二电压为高电平电压,第二整流滤波模块60向第三开关单元403输出第三电压,第三开关单元403根据第二电压导通,并将第三电压传输至第二PWM控制单元401,第二PWM控制单元401根据第三电压开启工作,并向第二开关单元402输出第二PWM控制信号,第二开关单元402根据第二PWM控制信号周期性地导通或断开,使变压器TX1的第一副边绕组N2周期性储存能量或释放能量,并通过变压器TX1的第二副边绕组N3和第一整流滤波模块50输出目标电压。第二反馈单元404根据目标电压向第二PWM控制单元401输出第二反馈信号,第二PWM控制单元401根据第二反馈信号调整第二PWM控制信号,进而调整第二开关单元402的导通时间,最终使目标电压维持稳定。
当只采用第二电源90供电时,第二PWM控制单元401、第二开关单元402、第三开关单元403、第二反馈单元404的工作原理请参照当采用第一电源80和第二电源90同时供电时的工作原理。
示例性的,第二PWM控制单元401可以选用硬件电路进行搭建,以使第二PWM控制单元401能够根据第二反馈信号输出第二PWM信号。第二反馈单元404采用现有技术实现,本申请对它的结构不作限定。
需要说明的是,第二开关模块40也可由实现其功能的其他模块替换,不限于此。
如图7所示,第二开关单元402包括第二开关管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4和第二电容C2。第二开关管Q2的控制端与第二PWM控制单元401电连接,第二开关管Q2的第二导通端与变压器TX1的第一副边绕组N2的异名端电连接,第二开关管Q2的第一导通端分别与第三电阻R3的第一端和第四电阻R4的第一端电连接,第四电阻R4的第二端和第二电容C2的第一端均与第二PWM控制单元401电连接,第三电阻R3的第二端和第二电容C2的第二端均用于与第二电源地电连接。其中,第二开关管Q2的控制端与第二PWM控制单元401的控制端电连接,第四电阻R4的第二端和第二电容C2的第一端均与第二PWM控制单元401的采样端电连接。
具体的,当采用第一电源80和第二电源90同时供电,且辅助供电电路已完成唤醒或者当只采用第二电源90供电时,第二开关管Q2根据第二PWM控制单元401输出第二PWM控制信号周期性地导通或断开,以使变压器TX1的第一副边绕组N2周期性地储存能量或释放能量,最后通过变压器TX1的第二副边绕组N3的耦合作用和第一整流滤波模块50的整流滤波作用,使目标电压Vout维持稳定。其中,第三电阻R3和第四电阻R4为电流采样电阻,当电流过大时,第二PWM控制单元401停止工作。第二电容C2用于滤波。
示例性的,第二开关管Q2为PMOS管,第二开关管Q2的控制端为PMOS管的栅极,第二开关管Q2的第一导通端为PMOS管的漏极,第二开关管Q2的第二导通端为PMOS管的源极。
需要说明的是,第二开关单元402也可由实现其功能的其他单元替换,不限于此。
如图7所示,第三开关单元403包括第三开关管Q3。第三开关管Q3的控制端与分压模块70电连接,第三开关管Q3的第一导通端与第二整流滤波模块60电连接,第三开关管Q3的第二导通端与第二PWM控制单元401电连接。根据图7可知,第三开关管Q3的第一导通端分别与第四二极管D4的负极和第四电容C4的第一端电连接。
具体的,当只采用第一电源80供电时,分压模块70向第三开关管Q3输出第一电压,第一电压为低电平电压,第三开关管Q3根据第一电压断开,则无法为第二PWM控制单元401供电,即第二开关模块40断开。
当采用第一电源80和第二电源90同时供电时,采用第一电源80唤醒辅助供电电路,分压模块70向第三开关管Q3的控制端输出第一电压,第一电压为低电平电压,第三开关管Q3根据第一电压断开,则无法为第二PWM控制单元401供电,即第二开关模块40断开。当第二电源90提供的第二电源电压达到预设电压时,第一开关模块30断开,即不再利用第一电源80供电,此时利用第二电源90供电。分压模块70根据第二电源电压向第三开关管Q3的控制端输出第二电压,第二电压为高电平电压,第二整流滤波模块60向第三开关管Q3的第一导通端输出第三电压,第三开关管Q3根据第二电压导通,并将第三电压传输至第二PWM控制单元401,第二PWM控制单元401根据第三电压开启工作。
当只采用第二电源90供电时,分压模块70根据第二电源电压向第三开关管Q3的控制端输出第二电压,第二电压为高电平电压,第二整流滤波模块60向第三开关管Q3的第一导通端输出第三电压,第三开关管Q3根据第二电压导通,并将第三电压传输至第二PWM控制单元401,第二PWM控制单元401根据第三电压开启工作。
示例性的,第三开关管Q3为NMOS(n-metal-oxide-semiconductor,n型金属-氧化物-半导体)管,第三开关管Q3的控制端为NMOS管的栅极,第三开关管Q3的第一导通端为NMOS管的漏极,第三开关管Q3的第二导通端为NMOS管的源极。
需要说明的是,第三开关单元403也可由实现其功能的其他单元替换,不限于此。
如图7所示,分压模块70包括第五电阻R5和第六电阻R6。第五电阻R5的第一端分别与第二电源90、第二隔离模块20和第一开关模块30电连接,第五电阻R5的第二端分别与第六电阻R6的第一端和第二开关模块40电连接,第六电阻R6的第二端用于与第二电源地电连接。根据图7可知,第五电阻R5的第一端分别与第二电源90的正极、第二二极管D2的正极和第二检测单元306电连接,第二电源90的负极与第二电源地电连接。
具体的,当只采用第一电源80供电时,第二电源90上没有电压,即第五电阻R5和第六电阻R6上没有电压,则分压模块70向第三开关单元403输出的第一电压为0V。
当采用第一电源80和第二电源90同时供电时,采用第一电源80唤醒辅助供电电路,此时的电阻R5和第六电阻R6上也是没有电压的,则分压模块70向第三开关单元403输出的第一电压为0V。当第二电源90提供的第二电源电压达到预设电压时,第一开关模块30断开,即不再利用第一电源80供电,此时利用第二电源90供电。第五电阻R5和第六电阻R6根据第二电源电压向第三开关单元403输出第二电压,第二电压为高电平电压。
当只采用第二电源90供电时,第五电阻R5和第六电阻R6根据第二电源电压向第三开关单元403输出第二电压,第二电压为高电平电压。
需要说明的是,分压模块70也可由实现其功能的其他模块替换,不限于此。
如图6所示,辅助供电电路还包括滤波模块100。滤波模块100分别与第二隔离模块20、第二电源90、分压模块70和第一开关模块30电连接。滤波模块100用于对第二电源90提供的第二电源电压进行滤波。
如图7所示,滤波模块100包括第五电容C5。第五电容C5的第一端分别与第二二极管D2的正极、第二电源90的正极、第五电阻R5的第一端和第二检测单元306电连接,第五电容C5的第二端和第二电源90的负极均与第二电源地电连接。
本申请实施例还提供了一种辅助供电装置,包括上述所述的辅助供电电路。由于辅助供电装置包括上述所述的辅助供电电路,因此本申请实施例提供辅助供电装置的电路结构仅采用一个变压器即实现,具有体积小和成本低的优点。
本申请实施例还提供了一种储能逆变器,包括上述所述的辅助供电装置。本申请实施例提供的储能逆变器具有体积小和成本低的优点。具体工作原理请参照上述所述辅助供电装置工作原理的描述,在此不再赘述。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种辅助供电电路,其特征在于,包括变压器、第一隔离模块、第二隔离模块、第一开关模块、第二开关模块、第一整流滤波模块、第二整流滤波模块和分压模块;所述第一隔离模块分别与所述变压器的原边绕组的同名端、所述第一开关模块和第一电源电连接,所述第一开关模块分别与所述变压器的原边绕组的异名端、所述第二开关模块、所述第一整流滤波模块、所述第二隔离模块、所述分压模块和第二电源电连接,所述变压器的第一副边绕组的同名端与所述第二隔离模块电连接,所述第二开关模块分别与所述变压器的第一副边绕组的异名端、所述分压模块和所述第二整流滤波模块电连接,所述变压器的第二副边绕组的同名端和异名端均与所述第一整流滤波模块电连接,所述变压器的第三副边绕组的同名端和异名端均与所述第二整流滤波模块电连接。
2.根据权利要求1所述的辅助供电电路,其特征在于,所述第一开关模块包括第一PWM控制单元、第一开关单元、第一反馈单元、启动单元、第一检测单元和第二检测单元;所述第一PWM控制单元分别与所述启动单元、所述第一开关单元、所述第一反馈单元、所述第一检测单元和所述第二检测单元电连接,所述启动单元分别与所述第一隔离模块、所述第一电源、所述第一检测单元、所述第一反馈单元、所述第一整流滤波模块和所述第二开关模块电连接,所述第二检测单元分别与所述第二隔离模块、所述第二电源和所述分压模块电连接,所述第一开关单元与所述变压器的原边绕组的异名端电连接。
3.根据权利要求2所述的辅助供电电路,其特征在于,所述第一开关单元包括第一开关管、第一电阻、第二电阻和第一电容;所述第一开关管的控制端与所述第一PWM控制单元电连接,所述第一开关管的第二导通端与所述变压器的原边绕组的异名端电连接,所述第一开关管的第一导通端分别与所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端电连接,所述第二电阻的第二端和所述第一电容的第一端均与所述第一PWM控制单元电连接,所述第一电容的第二端和所述第一电阻的第二端均用于与第一电源地电连接。
4.根据权利要求1所述的辅助供电电路,其特征在于,所述第二开关模块包括第二PWM控制单元、第二开关单元、第三开关单元和第二反馈单元;所述第二PWM控制单元分别与所述第二开关单元、所述第三开关单元和所述第二反馈单元电连接,所述第二开关单元与所述变压器的第一副边绕组的异名端电连接,所述第三开关单元分别与所述第二整流滤波模块和所述分压模块电连接,所述第二反馈单元分别与所述第一整流滤波模块和所述第一开关模块电连接。
5.根据权利要求4所述的辅助供电电路,其特征在于,所述第二开关单元包括第二开关管、第三电阻、第四电阻和第二电容;所述第二开关管的控制端与所述第二PWM控制单元电连接,所述第二开关管的第二导通端与所述变压器的第一副边绕组的异名端电连接,所述第二开关管的第一导通端分别与所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端电连接,所述第四电阻的第二端和所述第二电容的第一端均与所述第二PWM控制单元电连接,所述第三电阻的第二端和所述第二电容的第二端均用于与第二电源地电连接。
6.根据权利要求4所述的辅助供电电路,其特征在于,所述第三开关单元包括第三开关管;所述第三开关管的控制端与所述分压模块电连接,所述第三开关管的第一导通端与所述第二整流滤波模块电连接,所述第三开关管的第二导通端与所述第二PWM控制单元电连接。
7.根据权利要求1所述的辅助供电电路,其特征在于,所述分压模块包括第五电阻和第六电阻;所述第五电阻的第一端分别与所述第二电源、所述第二隔离模块和所述第一开关模块电连接,所述第五电阻的第二端分别与所述第六电阻的第一端和所述第二开关模块电连接,所述第六电阻的第二端用于与第二电源地电连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的辅助供电电路,其特征在于,所述辅助供电电路还包括滤波模块;所述滤波模块分别与所述第二隔离模块、所述第二电源、所述分压模块和所述第一开关模块电连接。
9.一种辅助供电装置,其特征在于,包括权利要求1-8任一项所述的辅助供电电路。
10.一种储能逆变器,其特征在于,包括权利要求9所述的辅助供电装置。
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