DE112022000890T5 - Leistungsmodul und Leistungssystem - Google Patents

Leistungsmodul und Leistungssystem Download PDF

Info

Publication number
DE112022000890T5
DE112022000890T5 DE112022000890.3T DE112022000890T DE112022000890T5 DE 112022000890 T5 DE112022000890 T5 DE 112022000890T5 DE 112022000890 T DE112022000890 T DE 112022000890T DE 112022000890 T5 DE112022000890 T5 DE 112022000890T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
input
control
output
electrically connected
power module
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.)
Pending
Application number
DE112022000890.3T
Other languages
English (en)
Inventor
Qingmin Yuan
Yangping Fan
Jian Lv
Li Wang
Yanting Lei
Lihui Sun
Yafei Liu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Linchr New Energy Tech Co Ltd
Xian Linchr New Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Xian Linchr New Energy Tech Co Ltd
Xian Linchr New Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Linchr New Energy Tech Co Ltd, Xian Linchr New Energy Technology Co Ltd filed Critical Xian Linchr New Energy Tech Co Ltd
Publication of DE112022000890T5 publication Critical patent/DE112022000890T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33515—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/3353—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having at least two simultaneously operating switches on the input side, e.g. "double forward" or "double (switched) flyback" converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Die vorliegende Anmeldung stellt ein Leistungsmodul und ein Leistungssystem bereit und bezieht sich auf das technische Gebiet der Leistungselektronik. Das Leistungsmodul umfasst eine Hauptleistungstopologie, einen digitalen Regler und eine Vielzahl von analogen Regelkreisen, wobei die Hauptleistungstopologie eine Vielzahl von Trennwandlern umfasst, wobei jeder der Trennwandler an seinem Eingang elektrisch mit einer Gleichstromeingangsquelle verbunden ist und die Vielzahl von Trennwandlern an ihrem jeweiligen Ausgang elektrisch mit einem Gleichstrombus verbunden ist, wobei der digitale Regler an seinem Ausgang elektrisch mit einem Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise verbunden ist, wobei jeder der analogen Regelkreise an ihrem Ausgang elektrisch mit einem primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers verbunden ist. Die vorliegende Anmeldung kann dazu dienen, die Kosten der Regelung des Leistungsmoduls zu reduzieren und die Anwendungen mit der Parallelschaltung von mehreren unabhängigen Wandlern zu unterstützen.

Description

  • Querverweise auf verwandte Anmeldungen
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität einer chinesischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 202110133345.4 und dem Titel „Leistungsmodul und Leistungssystem“, eingereicht beim Amt für geistiges Eigentum Chinas am 29. Januar 2021, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf das technische Gebiet der Leistungselektronik, insbesondere auf ein Leistungsmodul und ein Leistungssystem.
  • Stand der Technik
  • Schaltnetzteile sind in der Raumfahrt, in zivilen Anwendung, in der Industrie usw. weit verbreitet. Mit der Entwicklung der Technologie der Leistungselektronik werden höhere Anforderungen an Leistungsprodukten hinsichtlich ihrer Größe, Zuverlässigkeit und Kosten gestellt. Als häufig verwendete Basistopologie hat die Flyback-Topologie die Eigenschaften einer einfachen Topologie, weniger Bauelementen und Eingangs/Ausgangstrennung, die jedoch hauptsächlich in Anwendungen mit geringer Leistung verwendet wird und nicht für Anwendungen mit hoher Leistung geeignet ist. Für höhere Leistungsanforderungen kann eine parallele Flyback-Topologie verwendet werden, d. h. eine Leistungstopologie mit einer Vielzahl von Trennwandlern.
  • Es gibt jedoch nur sehr wenige Regelchips für die parallele Flyback-Topologie, und der Preis ist relativ hoch, was es schwierig macht, die Kosten zu kontrollieren. Darüber hinaus stellt die Digitalisierung eine neue Richtung dar, aber der Mangel an Ressourcen des digitalen Reglers führt dazu, die Anwendungen mit einer Parallelschaltung von mehreren unabhängigen Wandlern schwierig zu unterstützen.
  • Inhalt der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung besteht darin, dass ein Leistungsmodul und ein Leistungssystem bereitgestellt werden, um die Probleme im Stand der Technik zu lösen, dass die Kosten der Regelung des Leistungsmoduls relativ hoch sind und die Anwendungen mit einer Parallelschaltung von mehreren unabhängigen Wandlern nicht unterstützt werden.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die folgenden technischen Lösungen in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung:
    • Durch einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung wird ein Leistungsmodul bereitgestellt, das eine Hauptleistungstopologie, einen digitalen Regler und eine Vielzahl von analogen Regelkreisen umfassen kann, wobei die Hauptleistungstopologie eine Vielzahl von Trennwandlern umfasst, wobei jeder der Trennwandler an seinem Eingang elektrisch mit einer Gleichstromeingangsquelle verbunden ist und die Vielzahl von Trennwandlern an ihrem jeweiligen Ausgang elektrisch mit einem Gleichstrombus verbunden ist.
  • Der digitale Regler ist an seinem Ausgang elektrisch mit dem Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise verbunden, um ein Regelsignal in jeden der analogen Regelkreise einzugeben.
  • Jeder der analogen Regelkreise ist an seinem Ausgang elektrisch mit dem primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers verbunden, so dass jeder der analogen Regelkreise basierend auf dem Regelsignal den einen Trennwandler für Betrieb regelt.
  • Optional kann die Gleichstromeingangsquelle eine photovoltaische Gleichstromeingangsquelle, eine Speicherbatterie-Gleichstromeingangsquelle oder eine Brennstoffzelle-Gleichstromeingangsquelle sein.
  • Optional kann jeder der Trennwandler ein Gleichstromtrennwandler (DC/DC-Trennwandler) sein, und jeder der Trennwandler wandelt die Energie einer mit jedem der Trennwandler verbundenen Gleichstromeingangsquelle um und gibt in den Ausgangsbus jedes der Trennwandler aus.
  • Optional kann das Leistungsmodul ferner eine Vielzahl von Vorgabeschaltungen umfassen, wobei jede der Vorgabeschaltungen an ihrem Eingang elektrisch mit dem Ausgang des digitalen Reglers verbunden ist und jede der Vorgabeschaltungen an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Regelanschluss des einen analogen Regelkreises verbunden ist, so dass jede der Vorgabeschaltungen das Regelsignal anpasst und an den einen analogen Regelkreis ausgibt. Optional kann der digitale Regler ein digitales Regelgerät oder ein digitaler Regelchip sein, der digitale Regler kann eine digitale Regelfunktion aufweisen, und der digitale Regler wandelt basierend auf vorkonfigurierten Regelregeln ein eingegebenes digitales Signal zu dem Regelsignal um, wobei das Regelsignal ein Gleichstromvorgabesignal oder ein Impulsregelsignal ist.
  • Optional kann jeder der analogen Regelkreise eine analoge Regelfunktion aufweisen, und jeder der analogen Regelkreise kann ein primärseitiges Regelsignal basierend auf dem Regelsignal aus dem digitalen Regler erzeugen und an den primärseitigen Regelanschluss des entsprechenden Trennwandlers ausgeben, so dass der Trennwandler basierend auf dem primärseitigen Regelsignal geregelt wird.
  • Optional, wenn das vom digitalen Regler ausgegebene Regelsignal ein Impulsregelsignal ist, kann der Ausgang des digitalen Reglers, der das Regelsignal ausgibt, ein Impulsausgang sein, wobei der digitale Regler an seinem Impulsausgang elektrisch mit dem Ausgang jeder der Vorgabeschaltungen verbunden ist.
  • Optional kann jeder der analogen Regelkreise einen Regelchip und einen inneren Stromregelkreis umfassen, und der Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise umfasst einen ersten Eingang des Regelchips.
  • Dabei ist der Regelchip zwischen seinem ersten Eingang und seinem Ausgang elektrisch mit dem inneren Stromregelkreis verbunden, und der Regelchip ist an seinem Ausgang elektrisch mit dem primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers verbunden, so dass der Regelchip unter der Regelung durch den inneren Stromregelkreis entsprechend einem durch den ersten Eingang eingegebenen Stromvorgabesignal ein Stromregelsignal erzeugt und an den primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers ausgibt, um einen eingangsseitigen Eingangsstrom des einen Trennwandlers zu regeln.
  • Dabei ist das Stromvorgabesignal ein Gleichstromvorgabesignal eines Eingangsstroms, der dem Regelsignal entspricht.
  • Optional kann das Leistungsmodul ferner eine Vielzahl von Eingangsstromabtastschaltungen umfassen, wobei jede der Eingangsstromabtastschaltungen an ihrem Eingang elektrisch mit dem Eingangsstromabtastpunkt des einen Trennwandlers verbunden ist und die Vielzahl von Eingangsstromabtastschaltungen an ihrem jeweiligen Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers verbunden ist.
  • Die Eingangsstromabtastschaltung, die elektrisch mit dem Eingangsstromabtastpunkt des einen Trennwandlers verbunden ist, ist an ihrem Ausgang auch elektrisch mit dem ersten Eingang des Regelchips verbunden, so dass der Regelchip unter der Regelung durch den inneren Stromregelkreis entsprechend dem Stromvorgabesignal und einem abgetasteten Eingangsstrom das Stromregelsignal erzeugt und ausgibt.
  • Optional kann jeder der analogen Regelkreise ferner einen Spannungsbegrenzungsregelkreis umfassen, wobei der Regelchip zwischen seinem zweiten Eingang und seinem Ausgang auch elektrisch mit dem Spannungsbegrenzungsregelkreis verbunden ist, so dass der Regelchip unter der Regelung durch den Spannungsbegrenzungsregelkreis entsprechend einem durch den zweiten Eingang eingegebenen Spannungsvorgabesignal ein Spannungsregelsignal erzeugt und an den primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers ausgibt, um eine analoge Spannungsbegrenzungsregelung auf die ausgangsseitige Ausgangsspannung des einen Trennwandlers auszuführen.
  • Optional kann das Leistungsmodul ferner eine Ausgangsspannungsabtastschaltung umfassen.
  • Die Ausgangsspannungsabtastschaltung ist an ihrem Eingang elektrisch mit dem Spannungsabtastpunkt des Gleichstrombusses verbunden und die Ausgangsspannungsabtastschaltung ist an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers verbunden.
  • Die Ausgangsspannungsabtastschaltung ist an ihrem Ausgang auch elektrisch mit dem zweiten Eingang verbunden, so dass der Regelchip unter der Regelung durch den Spannungsbegrenzungsregelkreis entsprechend dem Spannungsvorgabesignal und einer abgetasteten Ausgangsspannung das Spannungsregelsignal erzeugt und ausgibt.
  • Optional kann das Leistungsmodul ferner eine Ausgangsstromabtastschaltung umfassen, wobei die Ausgangsstromabtastschaltung an ihrem Eingang elektrisch mit dem Stromabtastpunkt des Gleichstrombusses verbunden ist und die Ausgangsstromabtastschaltung an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers verbunden ist.
  • Optional kann das Leistungsmodul ferner eine Hilfsleistungsversorgung, einen eingangsseitigen Kondensator und zwei ausgangsseitige Kondensatoren umfassen.
  • Eine Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen ist jeweils über eine Diode elektrisch mit dem eingangsseitigen Kondensator verbunden, der eingangsseitige Kondensator ist elektrisch mit dem Eingang der Hilfsleistungsversorgung verbunden, und die Hilfsleistungsversorgung ist an ihrem Ausgang elektrisch mit einer primärseitigen Leistungsverbrauchsschaltung bzw. einer sekundärseitigen Leistungsverbrauchsschaltung über die beiden ausgangsseitigen Kondensatoren verbunden.
  • Dabei ist die primärseitige Leistungsverbrauchsschaltung eine Leistungsverbrauchsschaltung, die elektrisch mit der Primärseite der Vielzahl von Trennwandlern verbunden ist, und die sekundärseitige Leistungsverbrauchsschaltung ist eine Leistungsverbrauchsschaltung, die elektrisch mit der Sekundärseite der Vielzahl von Trennwandlern verbunden ist.
  • Optional kann das Leistungsmodul ferner eine Eingangsspannungsabtastschaltung umfassen, wobei die Eingangsspannungsabtastschaltung an ihrem Regelanschluss elektrisch mit dem Eingangs/Ausgangsport des digitalen Reglers verbunden ist, die Eingangsspannungsabtastschaltung an ihren mehreren Eingängen jeweils elektrisch mit einer der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen verbunden ist, und die Eingangsspannungsabtastschaltung an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers verbunden ist.
  • Optional kann die Eingangsspannungsabtastschaltung ein Mehrwege-Analog-Strobe-Chip sein, wobei der Adressanschluss des Mehrwege-Analog-Strobe-Chips der Regelanschluss der Eingangsspannungsabtastschaltung ist, die mehreren Eingänge der Eingangsspannungsabtastschaltung die mehreren analogen Eingänge des Mehrwege-Analog-Strobe-Chips sind, und der Ausgang der Eingangsspannungsabtastschaltung der analoge Ausgang des Mehrwege-Analog-Strobe-Chips ist.
  • Optional kann das Leistungsmodul ferner eine Ausgangsstromabtastschaltung umfassen.
  • Dabei ist die Ausgangsstromabtastschaltung an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Stromabtastpunkt des Gleichstrombusses verbunden und die Ausgangsstromabtastschaltung ist an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers verbunden.
  • Optional kann das Leistungsmodul ferner eine Temperaturerfassungsschaltung umfassen, wobei die Temperaturerfassungsschaltung an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers verbunden ist.
  • Optional kann die Temperaturerfassungsschaltung ein Temperatursensor sein, wobei die Temperaturerfassungsschaltung innerhalb des Gehäuses des Leistungsmoduls angeordnet ist, und die Temperaturerfassungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie eine Umgebungstemperatur innerhalb des Leistungsmoduls erfasst und die erfasste Umgebungstemperatur an den digitalen Regler überträgt, wodurch der digitale Regler basierend auf der Umgebungstemperatur eine Temperaturregelstrategie einzustellen.
  • Durch weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung wird ein Leistungssystem bereitgestellt, das eine Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen und ein beliebiges Leistungsmodul nach dem ersten Aspekt umfassen kann, wobei die Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen jeweils mit dem Eingang eines der Vielzahl von Trennwandlern in dem Leistungsmodul verbunden ist.
  • Zu den vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Anmeldung gehören mindestens die folgenden:
    • Das durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellte Leistungsmodul und Leistungssystem können eine Hauptleistungstopologie, einen digitalen Regler und eine Vielzahl von analogen Regelkreisen umfassen, wobei die Hauptleistungstopologie eine Vielzahl von Trennwandlern umfasst, wobei jeder der Trennwandler an seinem Eingang elektrisch mit einer Gleichstromeingangsquelle verbunden ist und die Vielzahl von Trennwandlern an ihrem jeweiligen Ausgang elektrisch mit einem Gleichstrombus verbunden ist, wobei der digitale Regler an seinem Ausgang elektrisch mit dem Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise verbunden ist, um ein Regelsignal in jeden der analogen Regelkreise einzugeben, wobei jeder der analogen Regelkreise an ihrem Ausgang elektrisch mit dem primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers verbunden ist, so dass jeder der analogen Regelkreise basierend auf einem Regelsignal den einen Trennwandler für Betrieb regelt. In dem Leistungsmodul kann die Vielzahl von Trennwandlern durch das Zusammenwirken des digitalen Reglers und der Vielzahl von analogen Regelkreisen geregelt werden, wodurch eine analog-digitale Hybridregelung der Hauptleistungstopologie mit der Vielzahl von Trennwandlern implementiert wird, eine Gleichstromeingangsquellenanpassung, eine Stromregelfunktion usw. mittels eines flexiblen, kompatiblen und adaptiven Regelalgorithmus des digitalen Reglers erreicht werden, die für die Energieregelung der Hauptleistungstopologie erforderlichen Regelkosten wirksam reduziert werden, die Auslastung des digitalen Reglers durch die kostengünstigen analogen Regelkreise geteilt wird, um den Widerspruch des Mangels an Ressourcen des digitalen Reglers auszulösen, und somit bei Anwendungen mit einer Parallelschaltung von mehreren unabhängigen Wandlern eine flexible Regelung unterstützt wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Zur besseren Veranschaulichung der technischen Lösungen der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung wird im Folgenden eine kurze Beschreibung der Zeichnungen gegeben, die für die Beschreibung der Ausführungsbeispiele erforderlich sind. Es sollte verstanden werden, dass die folgenden Zeichnungen nur einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung darstellen, und daher nicht als Einschränkung des Schutzumfangs anzusehen sind. Und andere relevante Zeichnungen können von einem Fachmann auf der Grundlage dieser Zeichnungen ohne kreativen Aufwand erstellt werden.
    • 1 ist ein erstes schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls;
    • 2 ist ein zweites schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls;
    • 3 ist ein schematisches Diagramm der Schaltung einer durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Vorgabeschaltung;
    • 4 ist ein erstes schematisches Diagramm eines analogen Regelkreises in einem durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmodul;
    • 5 i st ein zweites schematisches Diagramm eines analogen Regelkreises in einem durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmodul;
    • 6 ist ein schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Trennwandlers;
    • 7 ist ein schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Hilfsleistungsmoduls;
    • 8 ist ein drittes schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls;
    • 9 ist ein viertes schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls;
    • 10 ist ein schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Mehrwege-Analog-Strobe-Chips;
    • 11 i st ein fünftes schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls;
    • 12 ist ein sechstes schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls;
    • 13 ist ein schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungssystems.
  • Bezugszeichenliste:
  • 11 - Hauptleistungstopologie; 12 - Digitaler Regler; 13 - Analoger Regelkreis; 111 - Trennwandler; 20 - Gleichstromeingangsquelle; 112 - Gleichstrombus; 131 - Regelchip; 132 - Innerer Stromregelkreis; lin_ref - Stromvorgabesignal; 133 - Spannungsbegrenzungsregelkreis; U_ref - Spannungsvorgabesignal; 14 - Vorgabeschaltung; 141 - Filterschaltung; 142 - Operationsverstärker; Cin - Eingangskondensator; Q1 - Erste Schaltröhre; Q2 - Zweite Schaltröhre; LA - Erster Hochfrequenztransformator; LB - Zweiter Hochfrequenztransformator; D1 - Erste Diode; D2 - Zweite Diode; D3 - Dritte Diode; D4 - Vierte Diode; Co1 - Erster Ausgangskondensator; Co2 - Zweiter Ausgangskondensator; 15 - Hilfsleistungsmodul; 151 - Hilfsleistungsversorgung; 152 - Eingangsseitiger Kondensator; 153 - Ausgangsseitiger Kondensator; 16 - Eingangsstromabtastschaltung; lin - Eingangsstrom; Ip_A - Sekundärseitiger Ausgang; Ip_B - Sekundärseitiger Ausgang; Vin - Gleichstromeingangsspannung; 17 - Eingangsspannungsabtastschaltung; 171 - Mehrwege-Analog-Strobe-Chip; 18 - Ausgangsspannungsabtastschaltung; Vdc - Ausgangsspannung; 19 - Ausgangsstromabtastschaltung; Io - Ausgangsstrom; 200 - Temperaturerfassungsschaltung; 201 - Kommunikationsschnittstelle; 10 - Leistungsmodul.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
  • Um die Aufgabe, die technischen Lösungen und die Vorteile der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung deutlicher zu machen, werden die technischen Lösungen in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung klar und vollständig beschrieben. Offensichtlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele ein Teil der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung und nicht alle Ausführungsbeispiele. Das Leistungsmodul und das Leistungssystem, die durch die folgenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt werden, können auf Anwendungen angewendet werden, bei denen eine Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen vorhanden ist und die Eingangsquelle und der Ausgang getrennt werden müssen, und sie sind besonders geeignet für digitale Szenarien mit mittlerer Leistung, bei denen die Eingangsspannung niedrig ist und die Ausgangsspannung hoch ist, und die mehreren Eingänge unabhängig geregelt sind. Beispielsweise können sie auf Anwendungen wie Photovoltaik, Speicherbatterien und Brennstoffzellen angewendet werden. Dementsprechend kann die Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen eine Vielzahl von photovoltaischen Gleichstromeingangsquellen sein, wie Photovoltaik-Paneelen, eine Vielzahl von Batterie-Eingangsquellen oder eine Vielzahl von Brennstoffzelle-Eingangsquellen. Bei einigen anderen Anwendungen kann die Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen auch eine Gleichstromeingangsquelle in anderen Formen sein. In der durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten technischen Lösung können der digitale Regler und die analogen Regelkreise kombiniert werden, wodurch die Funktionssteuerung des Leistungsmoduls mit einer verschachtelt parallelen Flyback-Schaltung unterstützt wird, die Vorteile einer guten digitalen Informationsinteraktion, eines flexiblen Designs und einer guten Stabilität voll ausgeschöpft werden, die Auslastung des digitalen Reglers durch die kostengünstigen analogen Regelkreise geteilt wird, um den Widerspruch des Mangels an Ressourcen des digitalen Reglers auszulösen, ein Zusammenwirken des digitalen Reglers und der analogen Regelkreise realisiert wird, um die Vielzahl von Trennwandler zu regeln, eine analog-digitale Hybridregelung der Hauptleistungstopologie mit der Vielzahl von Trennwandlern implementiert wird, eine flexible Regelfunktion der Hauptleistungstopologie erreicht wird, und eine Gleichstromeingangsquellenanpassung, eine Stromregelfunktion usw. mittels eines flexiblen, kompatiblen und adaptiven Regelalgorithmus des digitalen Reglers erreicht werden.
  • Das durch die vorliegende Anmeldung bereitgestellte Leistungsmodul wird durch mehrere Beispiele in Kombination mit den Schaltplänen wie folgt erläutert und veranschaulicht.
  • 1 ist ein erstes schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls. Wie in 1 gezeigt, kann der Leistungsmodul eine Hauptleistungstopologie 11, einen digitalen Regler 12 und eine Vielzahl von analogen Regelkreisen 13 umfassen. Dabei umfasst die Hauptleistungstopologie 11 eine Vielzahl von Trennwandlern 111, wobei jeder der Trennwandler 111 eine Flyback-Schaltung ist, wie eine verschachtelt parallele Flyback-Schaltung. Jeder der Trennwandler 111 ist an seinem Eingang elektrisch mit einer Gleichstromeingangsquelle 20 verbunden und die Vielzahl von Trennwandlern 111 ist an ihrem jeweiligen Ausgang elektrisch mit einem Gleichstrombus 112 verbunden.
  • Der digitale Regler 12 ist an seinem Ausgang elektrisch mit dem Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise 13 verbunden, um ein Regelsignal in jeden der analogen Regelkreise 13 einzugeben. Das Leistungsmodul, das die Vielzahl von Trennwandlern 111 umfasst, kann als Flyback-Leistungsmodul bezeichnet werden.
  • Jeder der analogen Regelkreise 13 ist an ihrem Ausgang elektrisch mit dem primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers 111 verbunden, so dass jeder der analogen Regelkreise 13 basierend auf dem Regelsignal den einen Trennwandler 111 für Betrieb regelt.
  • Die Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 in diesem Leistungsmodul kann eine photovoltaische Gleichstromeingangsquelle, eine Speicherbatterie-Gleichstromeingangsquelle oder eine Brennstoffzelle-Gleichstromeingangsquelle sein, oder kann auch eine Gleichstromeingangsquelle in anderen Formen sein. Jeder der Trennwandler 111 in der Hauptleistungstopologie 11 ist elektrisch mit einer Gleichstromeingangsquelle 20 verbunden, das heißt, die Hauptleistungstopologie 11 ist ein Parallelschaltungsschema für die Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20. Die Gleichstromeingangsquellen der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 sind voneinander unabhängig. Jede der Gleichstromeingangsquellen ist elektrisch mit dem Eingang des einen Trennwandlers 111 verbunden, d. h. eine Hochspannung kann durch Hochfrequenztrennung ausgegeben werden, und eine verstärkte Trennung zwischen dem Eingang und dem Ausgang kann auch realisiert werden, wie eine verstärkte magnetische isolierte Trennung zwischen dem Eingang und dem Ausgang, die sicherer und zuverlässiger ist. Verglichen mit dem herkömmlichen Reihenschaltungsschema der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 nimmt das durch die vorliegende Anmeldung bereitgestellte Leistungsmodul das Parallelschaltungsschema der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 an, wobei der einzelne Trennwandler 111 unabhängig betriebt wird, ohne einheitliche Regelung, was sicher und zuverlässig ist. Das Leistungsmodul kann auch als Leistungsoptimierer bezeichnet werden. Wenn beispielhaft die Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 eine Vielzahl von photovoltaischen Gleichstromeingangsquellen ist, kann die dem Leistungsmodul entsprechende mögliche Produktform ein photovoltaisches Leistungsmodul oder ein photovoltaischer Leistungsoptimierer sein.
  • Jeder der Trennwandler 111 kann ein Gleichstromtrennwandler (DC/DC-Trennwandler) sein, d. h. ein Gleichstromwandler, bei dem der Eingang und der Ausgang voneinander getrennt sind. Jeder der Trennwandler 111 kann die Energie einer mit jedem der Trennwandler verbundenen Gleichstromeingangsquelle umwandeln und in den Ausgangsbus jedes der Trennwandler 111 ausgeben. Die Vielzahl von Trennwandlern 111 ist an ihrem jeweiligen Ausgangsbus mit einem Gleichstrombus 112 verbunden, wobei der Gleichstrombus 112 ein gemeinsamer Gleichstrombus innerhalb des Leistungsmoduls sein kann. Der Gleichstrombus 112 kann über einen Ausgangskondensator elektrisch mit einer Ausgangslast verbunden sein, um einen Gleichstromeingang für die Ausgangslast zu liefern. Die Ausgangslast kann beispielsweise eine andere Leistungselektronik als Nachstufe des Leistungsmoduls sein.
  • Die Vielzahl von Trennwandlern 111 kann innerhalb des Leistungsmoduls integriert sein. Die konkrete Anzahl der Trennwandler innerhalb des Leistungsmoduls kann je nach vorgegebener Produktplanung und tatsächlichen Anwendungen flexibel geplant und konfiguriert werden. Die Anzahl der mit dem Leistungsmodul verbundenen Gleichstromeingangsquellen 20 ist nicht beschränkt, und der Trennwandler 111 in dem Leistungsmodul kann sich an verschiedene Formen von Gleichstromeingangsquellen anpassen, und jeder der Trennwandler 111 hat eine unabhängige maximale Leistungsnachführung (Maximum Power Point Tracking, MPPT). Auf diese Weise kann das Leistungsmodul mit der Vielzahl von Trennwandlern 111 auch die MPPT-Funktion der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen implementieren.
  • Der digitale Regler 12 kann ein digitales Regelgerät oder ein digitaler Regelchip sein, der digitale Regler 12 kann eine digitale Regelfunktion aufweisen und basierend auf vorkonfigurierten Regelregeln ein eingegebenes digitales Signal zu dem Regelsignal umwandeln, wobei das Regelsignal ein Gleichstromvorgabesignal oder ein Impulsregelsignal wie ein Pulsweitenmodulationssignal (Pulse Width Modulation, PWM) sein kann.
  • Dementsprechend kann jeder der analogen Regelkreise 13 auch eine analoge Regelfunktion aufweisen, und er kann ein primärseitiges Regelsignal basierend auf dem Regelsignal aus dem digitalen Regler 12 erzeugen und an den primärseitigen Regelanschluss des entsprechenden Trennwandlers 111 ausgeben, so dass der Trennwandler 111 basierend auf dem primärseitigen Regelsignal gesteuert wird, und eine analoge Regelung mit innerer Schleife für den Trennwandler 111 durch den analogen Regelkreis 13 realisiert wird. Die Flyback-Schaltung spricht in der Regel im Spitzenstrombetrieb an, während das Leistungsmodul mit der Vielzahl von Trennwandlern 111 durch eine analoge-digitale Hybridregelung dazu erreichen kann, den primärseitigen Durchschnittsstrom der Vielzahl von Trennwandlern 111 zu regeln, die Leistung der Hauptleistungstopologie einzustellen, und damit die Energie des Leistungsmoduls zu regeln.
  • Das durch dieses Ausführungsbeispiel bereitgestellte Leistungsmodul kann eine Hauptleistungstopologie, einen digitalen Regler und eine Vielzahl von analogen Regelkreisen umfassen, wobei die Hauptleistungstopologie eine Vielzahl von Trennwandlern umfasst, wobei jeder der Trennwandler an seinem Eingang elektrisch mit einer Gleichstromeingangsquelle verbunden ist und die Vielzahl von Trennwandlern an ihrem jeweiligen Ausgang elektrisch mit einem Gleichstrombus verbunden ist, wobei der digitale Regler an seinem Ausgang elektrisch mit dem Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise verbunden ist, um ein Regelsignal in jeden der analogen Regelkreise einzugeben, wobei jeder der analogen Regelkreise an ihrem Ausgang elektrisch mit dem primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers verbunden ist, so dass jeder der analogen Regelkreise basierend auf einem Regelsignal den einen Trennwandler für Betrieb regelt. In dem Leistungsmodul kann die Vielzahl von Trennwandlern durch das Zusammenwirken des digitalen Reglers und der Vielzahl von analogen Regelkreisen geregelt werden, wodurch eine analog-digitale Hybridregelung der Hauptleistungstopologie mit der Vielzahl von Trennwandlern implementiert wird, eine Gleichstromeingangsquellenanpassung, eine Stromregelfunktion usw. mittels eines flexiblen, kompatiblen und adaptiven Regelalgorithmus des digitalen Reglers erreicht werden, die für die Energieregelung der Hauptleistungstopologie erforderlichen Regelkosten wirksam reduziert werden, die Auslastung des digitalen Reglers durch die kostengünstigen analogen Regelkreise geteilt wird, um den Widerspruch des Mangels an Ressourcen des digitalen Reglers auszulösen, und somit bei Anwendungen mit einer Parallelschaltung von mehreren unabhängigen Wandlern eine flexible Regelung unterstützt wird.
  • Auf der Grundlage des in 1 gezeigten Leistungsmoduls kann auch ein mögliches Beispiel eines Leistungsmoduls durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt werden. 2 ist ein zweites schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls. Wie in 2 gezeigt, kann das Leistungsmodul, auf der Grundlage des in 1 gezeigten Leistungsmoduls, ferner eine Vielzahl von Vorgabeschaltungen 14 umfassen, wobei jede der Vorgabeschaltungen 14 an ihrem Eingang elektrisch mit dem Ausgang des digitalen Reglers 12 verbunden ist und jede der Vorgabeschaltungen 14 an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Regelanschluss des einen analogen Regelkreises 13 verbunden ist, so dass jede der Vorgabeschaltungen 14 das Regelsignal anpasst und an den einen analogen Regelkreis 13 ausgibt. In dieser 2 wird ein Verbindungspfad zwischen dem digitalen Regler 12, einer Vorgabeschaltung 14 und einem analogen Regelkreis 13 beispielhaft veranschaulicht, während in einem praktischen Anwendungsszenario es jedoch ausreichend ist, dass die Anzahl der Vorgabeschaltungen 14 und die Anzahl der analogen Regelkreise 13 gleich sind und sie in einer Eins-zu-Eins-Entsprechung verbunden sind.
  • Wenn das vom digitalen Regler 12 ausgegebene Regelsignal ein Impulsregelsignal ist, kann der Ausgang des digitalen Reglers 12, der das Regelsignal ausgibt, ein Impulsausgang sein, d. h. der digitale Regler 12 ist an seinem Impulsausgang elektrisch mit dem Ausgang jeder der Vorgabeschaltungen 14 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel kann das Impulsregelsignal als Vorgabesignal von innerer Schleife verwendet werden, und jede der Vorgabeschaltungen 14 kann das Impulsregelsignal anpassen und verarbeiten, um dieses Impulsregelsignal wieder auf ein Gleichstromvorgabesignal, wie ein Gleichstromvorgabesignal lin_ref eines Eingangsstroms, einzustellen. Dabei kann das Anpassen und Verarbeiten des Impulsregelsignals durch jede der Vorgabeschaltungen 14 beispielsweise Filtern und Anpassen eines Tastverhältnisses umfassen.
  • In dem durch dieses Ausführungsbeispiel bereitgestellten Leistungsmodul kann, wenn es einen Mangel an Ressourcen des digitalen Reglers für die Digital-Analog-Wandlung gibt, ein Impulsregelsignal vom Impulsausgang des digitalen Reglers ausgegeben werden und mittels der Vorgabeschaltung angepasst und verarbeitet werden, um es auf ein Gleichstromvorgabesignal wieder einzustellen, und dann das Gleichstromvorgabesignal kann für den Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise geliefert werden, wodurch die Genauigkeit der Regelung des Trennwandlers durch den analogen Regelkreis basierend auf dem angepassten Regelsignal gewährleistet wird.
  • Es sollte beachtet werden, dass in diesem Leistungsmodul, wenn das vom digitalen Regler 12 ausgegebene Regelsignal ein Gleichstromvorgabesignal ist, der digitale Regler 12 und die Vielzahl von analogen Regelkreisen 13 ohne Vorgabeschaltung versehen sein können und das Gleichstromvorgabesignal direkt an die Vielzahl von analogen Regelkreisen 13 ausgegeben werden kann.
  • Wenn es genügende Ressourcen des Digitalreglers für die Digital-Analog-Wandlung gibt, ist es ausreichend, dass das Gleichstromvorgabesignal über den Gleichstromausgang des digitalen Reglers ausgegeben wird, ohne dass das Impulsregelsignal vom Impulsregelanschluss des digitalen Reglers ausgegeben wird.
  • Mit anderen Worten heißt es, dass der oben erwähnte Ausgang des digitalen Reglers ein Gleichstromausgang sein kann, wobei das von ihm ausgegebene Regelsignal das Gleichstromvorgabesignal ist, und der Ausgang des digitalen Reglers auch ein Impulsausgang sein kann, wobei das von ihm ausgegebene Regelsignal das Impulsregelsignal ist.
  • Beispielhaft wird im Folgenden auch eine mögliche Implementierung der Vorgabeschaltung bereitgestellt. 3 ist ein schematisches Diagramm der Schaltung einer durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Vorgabeschaltung. Wie in 3 gezeigt, kann die Vorgabeschaltung 14 beispielsweise eine Filterschaltung 141 und einen Operationsverstärker 142 umfassen. Dabei kann die Filterschaltung 141 beispielsweise eine RC-Filterschaltung sein, d. h. sie umfasst einen Filterwiderstand und einen Filterkondensator. Die Filterschaltung 141 ist an ihrem Ausgang, der als Eingang der Vorgabeschaltung 14 dient, elektrisch mit dem Impulsausgang des digitalen Reglers 12 verbunden, um das vom digitalen Regler 12 ausgegebenen Impulsregelsignal zu empfangen, wie ein PWM-Signal, das z. B. ein 100-kHz-PWM-Signal sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bandbreite der Filterschaltung 141 in der Vorgabeschaltung 14 größer oder gleich einem vorgegebenen Bandbreitenschwellenwert sein muss, d. h. die Bandbreite kann nicht zu niedrig sein, um eine zu starke Beeinflussung des Regelkreises zu vermeiden.
  • Die Filterschaltung 141 ist an ihrem Ausgang elektrisch mit dem nicht invertierten Eingang des Operationsverstärkers 142 verbunden, und der Operationsverstärker 142 ist an seinem invertierten Eingang elektrisch mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 142 verbunden, der Operationsverstärker 142 kann an seinem Ausgang, der als Ausgang der Vorgabeschaltung 14 dient, elektrisch mit dem Regelanschluss des einen analogen Regelkreises 13 verbunden sein, um ein verarbeitetes Gleichstromvorgabesignal an diesen auszugeben.
  • In der durch dieses Ausführungsbeispiel bereitgestellten Vorgabeschaltung kann, wenn es einen Mangel an Ressourcen des digitalen Reglers für die Digital-Analog-Wandlung gibt, eine Tiefpass-Filterung auf ein Impulsregelsignal mit Hilfe der Filterschaltung 141 ausgeführt wird, und das Impulsregelsignal kann durch Einstellen des Tastverhältnisses des Signals über die Folgeschaltung des Operationsverstärkers 142 wieder auf einen direkten Fluss, d. h. ein Gleichstromvorgabesignal, eingestellt wird, und das nach dem Anpassen erhaltene Gleichstromvorgabesignal kann an den Regelanschluss des analogen Regelkreises 13 ausgegeben werden, wodurch der analoge Regelkreis 13 den Trennwandler 111 entsprechend dem eingegebenen Gleichstromvorgabesignal regelt.
  • Auf der Grundlage des durch die obigen Ausführungsbeispiele bereitgestellten Leistungsmoduls wird auch eine interne Struktur des analogen Regelkreises durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt, mit der eine Regelung mit innerer Schleife für den Eingangsstrom des Trennwandlers realisiert wird. 4 ist ein erstes schematisches Diagramm eines analogen Regelkreises in einem durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmodul. Wie in 4 gezeigt, umfasst jeder der analogen Regelkreise 13, wie er oben gezeigt ist, einen Regelchip 131 und einen inneren Stromregelkreis 132. Der Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise 13 kann einen ersten Eingang des Regelchips 131 umfasst.
  • Dabei kann der erste Eingang des Regelchips 131, der als Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise 13 dient, ein eingegebenes Stromvorgabesignal empfangen, der Regelchip 131 ist zwischen seinem ersten Eingang und seinem Ausgang elektrisch mit dem inneren Stromregelkreis 132 verbunden, und der Regelchips 131 ist an seinem Ausgang, der als Ausgang jedes der analogen Regelkreise 13 dient, elektrisch mit dem primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers 111 verbunden, so dass der Regelchip 131 unter der Regelung durch den inneren Stromregelkreis 132 entsprechend dem durch den ersten Eingang eingegebenen Stromvorgabesignal lin_ref ein Stromregelsignal erzeugt und an den primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers ausgibt, um einen eingangsseitigen Eingangsstrom des einen Trennwandlers 111 zu regeln.
  • Dabei ist das Stromvorgabesignal ein Gleichstromvorgabesignal eines Eingangsstroms, der dem vom digitalen Regler 12 ausgegebenen Regelsignal entspricht, und es kann auch ein von der obigen Vorgabeschaltung wieder eingestellte Gleichstromvorgabesignal sein.
  • In einem Beispiel kann der Regelchip 131 an seinem ersten Eingang elektrisch mit einem ersten Gleichstromausgang des digitalen Reglers 12 verbunden sein, um das vom digitalen Regler 12 ausgegebenen Gleichstromvorgabesignal eines Eingangsstroms zu empfangen. Das heißt, das Gleichstromvorgabesignal eines Eingangsstroms kann ein direkt vom Gleichstromausgang des digitalen Reglers 12 ausgegebenen Regelsignal sein.
  • In einem weiteren Beispiel kann der Regelchip an seinem ersten Eingang elektrisch mit dem Ausgang der obigen Vorgabeschaltung verbunden sein, um ein Vorgabesignal eines Eingangsstroms zu empfangen, das nach dem Verarbeiten des vom digitalen Regler ausgegebenen Regelsignals durch die Vorgabeschaltung erhalten wird. Das heißt, das Gleichstromvorgabesignal eines Eingangsstroms kann ein Signal sein, das nach dem Verarbeiten des vom Impulsausgang des digitalen Reglers 12 ausgegebenen Regelsignals durch die Vorgabeschaltung erhalten wird.
  • Der innere Stromregelkreis 132 ist zwischen dem ersten Eingang und dem Ausgang des Regelchips 131 geschaltet, so dass der Regelchip 131 unter der Regelung durch den inneren Stromregelkreis 132 basierend auf dem Gleichstromvorgabesignal eines Eingangsstroms ein Stromregelsignal erzeugt, und eine Vorgaberegelung auf den Eingangsstrom des damit verbundenen Trennwandlers 111 entsprechend dem Stromregelsignal ausgeführt wird, so dass der Trennwandler 111 basierend auf dem Vorgabewert eines Eingangsstroms, der dem Stromregelsignal entspricht, betrieben werden kann, wodurch es realisiert wird, dass der Durchschnittseingangsstrom der Vielzahl von Trennwandlern 111 in der Hauptleistungstopologie geregelt wird, und damit die Vielzahl von Trennwandlern 111 basierend auf einem Durchschnittsstrommodus geregelt wird.
  • Beispielhaft kann der Regelchip 131 ein TL494-Regelchip sein, wobei der innere Stromregelkreis durch Anordnen einer entsprechenden peripheren Schaltung erhalten wird, so dass eine Regelung durch den inneren Stromregelkreis realisiert wird.
  • Am Beispiel des Regelchips TL494 sind innerhalb des Regelchips 131 zwei Operationsverstärker integriert, und der Regelchip 131 kann zwei Sätze von Eingängen haben, wobei der erste Eingang, der bei diesem Ausführungsbeispiel angesprochen ist, jeder der zwei Sätze von Eingängen sein kann. Die zwei Sätze von Eingängen können ein Satz aus Pin 1 und Pin 2 sowie ein weiterer Satz aus Pin 15 und Pin 16 sein. Der Ausgang des Regelchips 131 kann Pin 3 sein, der ein gemeinsamer Ausgang der beiden Operationsverstärker ist, wobei die Ausgangslogik der beiden Operationsverstärker eine Zweiwege-Verstärkungsverarbeitung ist. Der Regelchip 131 kann das Gleichstromvorgabesignal eines Eingangsstroms unter der Regelung durch den inneren Stromregelkreis 132 verstärken, um ein Stromregelsignal zu erhalten.
  • Darüber hinaus befinden sich im Regelchip 131 eine Stromversorgung, eine Referenzspannung, ein Oszillator und ein konfigurierbarer Zweiwege-Treiberausgang, über den eine Ausgangsform mit 180-Grad-Verschachtelung oder eine parallele Ausgangsform realisiert werden kann.
  • An der Peripherie des Regelchips 131 ist der innere Stromregelkreis 132 um die beiden Operationsverstärker herum angeordnet. Durch die Verstärkung des eingegebenen Stromvorgabesignals durch die Operationsverstärker im Regelchip 131 wird ein Stromregelsignal erzeugt und ausgegeben, so dass der primärseitige Regelanschluss des entsprechenden Trennwandlers 111 entsprechend dem Stromregelsignal geregelt wird, wodurch eine Regelung des Eingangsstroms des Trennwandlers 111 realisiert wird, so dass die primärseitigen Eingangsströme der Vielzahl von Trennwandlern 111 gemittelt werden, um einen primärseitigen Durchschnittsstrom zu erhalten.
  • In dem durch dieses Ausführungsbeispiel bereitgestellten Leistungsmodul kann eine Regelung des eingangsseitigen Stroms des Trennwandlers, d. h. eine Regelung des primärseitigen Eingangsstroms, basierend auf dem Gleichstromvorgabesignal eines Eingangsstroms durch das Zusammenwirken des Regelchips und des inneren Stromregelkreises realisiert wird, so dass die Eingangsströme der Vielzahl von Trennwandlern 111 gemittelt werden, und eine Regelung der Vielzahl von Trennwandlern 111 basierend auf einem Durchschnittsstrommodus realisiert wird.
  • Optional kann durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung auch eine interne Struktur eines Modellregelkreises bereitgestellt werden, um eine Spannungsbegrenzungsregelung der Ausgangsspannung des Trennwandlers zu realisieren. 5 ist ein zweites schematisches Diagramm eines analogen Regelkreises in einem durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmodul. Wie in 5 gezeigt, umfasst jeder der analogen Regelkreise 13 ferner einen Spannungsbegrenzungsregelkreis 133, wobei der Regelchip 131 zwischen seinem zweiten Eingang und seinem Ausgang auch elektrisch mit dem Spannungsbegrenzungsregelkreis 133 verbunden ist, so dass der Regelchip 131 unter der Regelung durch den Spannungsbegrenzungsregelkreis 133 entsprechend einem durch den zweiten Eingang eingegebenen Spannungsvorgabesignal ein Spannungsregelsignal erzeugt und an den primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers 111 ausgibt, um eine analoge Spannungsbegrenzungsregelung auf die ausgangsseitige Ausgangsspannung des einen Trennwandlers 111 auszuführen.
  • Dabei kann das Spannungsvorgabesignal U_ref ein Gleichstromvorgabesignal einer Ausgangsspannung sein. Der Regelchip 131 kann eine Operationsverstärkung auf das eingegebene Spannungsvorgabesignal unter der Regelung durch den Spannungsbegrenzungsregelkreis 133 ausführen, um ein Spannungsregelsignal zu erhalten und auszugeben.
  • In einem Beispiel umfasst der Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise 13 ferner einen zweiten Eingang des Regelchips 131. Der Regelchip 131 kann an seinem zweiten Eingang, der als ein weiterer Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise 13 dient, elektrisch mit einem zweiten Gleichstromausgang des digitalen Reglers 12 verbunden sein, um ein vom digitalen Regler 12 ausgegebenen Gleichstromvorgabesignal einer Ausgangsspannung zu empfangen, das das obige Gleichstromvorgabesignal ist. In diesem Beispiel wird der Vorgabewert einer Ausgangsspannung, die dem Spannungsvorgabesignal entspricht, durch den digitalen Regler bestimmt.
  • In einem weiteren Beispiel kann der Regelchip 131 an seinem zweiten Eingang elektrisch mit dem Spannungsteiler-Verbindungspunkt einer voreingestellten Spannungsteilerschaltung verbunden sein, um ein Widerstand-Spannungsteilersignal des Spannungsteiler-Verbindungspunkts zu empfangen, wobei das Widerstand-Spannungsteilersignal als Gleichstromvorgabesignal einer Ausgangsspannung verwendet wird. In einem weiteren Beispiel ist der Vorgabewert einer Ausgangsspannung, die dem Spannungsvorgabesignal entspricht, ein fester Spannungswert, der dem Spannungsteiler-Verbindungspunkt entspricht.
  • Der Spannungsbegrenzungsregelkreis 133 ist zwischen dem zweiten Eingang und dem Ausgang des Regelchips 131 geschaltet, so dass der Regelchip 131 unter der Regelung durch den Spannungsbegrenzungsregelkreis 133 basierend auf dem Spannungsvorgabesignal ein Spannungsregelsignal erzeugt, und eine Vorgaberegelung auf die Ausgangsspannung des damit verbundenen Trennwandlers 111 entsprechend dem Spannungsregelsignal ausgeführt wird, so dass der Trennwandler 111 basierend auf dem Vorgabewert einer Ausgangsspannung, die dem Spannungsregelsignal entspricht, betrieben werden kann, wodurch eine analoge Spannungsbegrenzungsregelung auf die Ausgangsspannung der Vielzahl von Trennwandlern 111 in der Hauptleistungstopologie implementiert wird.
  • Weiterhin am Beispiel des Regelchips TL494 ist an der Peripherie des Regelchips 131 ferner der Spannungsbegrenzungsregelkreis 133 um die beiden Operationsverstärker herum angeordnet. Der zweite Eingang des Regelchips 131 kann ein anderer Satz von Eingängen der zwei Sätze von Eingängen sein.
  • Durch die Verstärkung des eingegebenen Spannungsvorgabesignals durch den Regelchip 131 wird ein Spannungsregelsignal erzeugt, und das Spannungsregelsignal wird an den primärseitigen Regelanschluss des Trennwandlers 111 ausgegeben, so dass eine Spannungsbegrenzungsregelung auf die Ausgangsspannung des entsprechenden Trennwandlers 111 basierend auf dem Spannungsregelsignal ausgeführt wird.
  • Es sollte beachtet werden, dass der dem Spannungsregelsignal entsprechende analoge Spannungsbegrenzungswert den voreingestellten Spannungsbereich des digitalen Spannungsbegrenzungswerts des Spannungsvorgabesignals überschreiten kann.
  • In dem durch dieses Ausführungsbeispiel bereitgestellten Leistungsmodul wirken der Spannungsbegrenzungsregelkreis in jedem der analogen Regelkreise und ein Ausgangsspannungsbegrenzungsregelkreis des digitalen Reglers (hierin nicht im Detail beschrieben) zusammen, um einen doppelten Spannungsbegrenzungsschutz für die Ausgangsspannung des Trennwandlers zu realisieren, so dass eine unkontrollierbare Spannung, die durch plötzliche Laständerungen verursacht wird, durch den digitalen und analogen Schutz verhindert wird.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass in dem durch dieses Ausführungsbeispiel bereitgestellten Leistungsmodul der Ausgang des Regelchips 131 in jedem der analogen Regelkreise ein Stromregelsignal unter der Regelung durch den inneren Stromregelkreis 132 ausgeben kann, und auch ein Spannungsregelsignal unter der Regelung durch den Spannungsbegrenzungsregelkreis 133 ausgeben kann. Zwischen den beiden im Regelchip 131 erzeugten Regelsignalen, nämlich dem Stromregelsignal und dem Spannungsregelsignal, kann es durch einen voreingestellten Entscheidungsmodus bestimmt werden, welches Regelsignal schließlich ausgegeben wird. Beispielhaft, am Beispiel eines Entscheidungsmodus, bei dem der kleine Wert genommen wird, kann unter dem Stromregelsignal und dem Spannungsregelsignal das Signal mit einer kleinen Amplitude als Zielregelsignal an den primärseitigen Regler des Trennwandlers über den Ausgang des Regelchips 131 ausgegeben werden, um den Trennwandler 111 zu regeln, wodurch eine entsprechende Regelung realisiert wird. Wenn zum Beispiel das Stromregelsignal das Zielregelsignal ist, kann der Eingangsstrom des Trennwandlers 111 basierend auf dem Stromregelsignal geregelt werden, wenn das Spannungsregelsignal das Zielregelsignal ist, kann die Ausgangsspannung des Trennwandlers 111 geregelt werden.
  • In einem weiteren Beispiel kann eine mögliche Implementierung eines Trennwandlers auch durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt werden. 6 ist ein schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Trennwandlers. Wie in 6 gezeigt, kann der Trennwandler 111 einen Eingangskondensator Cin, eine erste Schaltröhre Q1, eine zweite Schaltröhre Q2, einen ersten Hochfrequenztransformator LA, einen zweiten Hochfrequenztransformator LB, zwei Transformatoren, vier Dioden, nämlich eine erste Diode D1, eine zweite Diode D2, eine dritte Diode D3, eine vierte Diode D4, und zwei Ausgangskondensatoren, nämlich einen ersten Ausgangskondensator Co1 und einen zweiten Ausgangskondensator Co2 umfassen.
  • Der Eingangskondensator Cin ist an seinen beiden Seiten elektrisch mit den beiden Enden einer Gleichstromeingangsspannung Vin verbunden, und der positive Pol der Gleichstromeingangsspannung Vin ist mit einem primärseitigen Eingang der beiden Transformatoren verbunden, und die erste Schaltröhre Q1 und die zweite Schaltröhre Q2 sind Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (Metal Oxide Semiconductor, MOS), zum Beispiel ein NMOS-Transistor. Die Source der ersten Schaltröhre Q1 und die Source der zweiten Schaltröhre Q2 sind elektrisch mit dem anderen primärseitigen Eingang der beiden Transformatoren verbunden. Das Gate der ersten Schaltröhre Q1 und das Gate der zweiten Schaltröhre Q2 können als primärseitiger Regelanschluss des Trennwandlers 111 verwendet werden. Unter den vom analogen Regelkreis 13 ausgegebenen Signalen können ein erstes Regelsignal PWMA und ein zweites Regelsignal PWMB an das Gate der ersten Schaltröhre Q1 bzw. das Gate der zweiten Schaltröhre Q2 ausgegeben werden.
  • Der Drain der ersten Schaltröhre Q1 und der Drain der zweiten Schaltröhre Q2 sind auch mit einem primärseitigen Eingang des ersten Hochfrequenztransformators LA bzw. einem primärseitigen Eingang des zweiten Hochfrequenztransformators LB verbunden. Der andere primärseitige Eingang des ersten Hochfrequenztransformators LA und der andere primärseitige Eingang des zweiten Hochfrequenztransformators LB sind beide geerdet. Auf diese Weise ist eine verschachtelt parallele Schaltung für die Primärseite der beiden Transformatoren vorhanden. Der erste Hochfrequenztransformator LA und der zweite Hochfrequenztransformator LB können beispielsweise 1:200-Hochfrequenztransformatoren sein.
  • Jeder Transformator hat zwei sekundärseitige Ausgänge, die in Reihe geschaltet sind, und jeder Transformator ist an seinen beiden sekundärseitigen Ausgängen elektrisch mit einer Diode bzw. einem Ausgangskondensator verbunden. Beispielsweise ist einer der Transformatoren an seinen beiden sekundärseitigen Ausgängen elektrisch mit dem ersten Ausgangskondensator Co1 bzw. dem zweiten Ausgangskondensator Co2 über die erste Diode D1 bzw. die zweite Diode D2 verbunden. Der andere Transformator ist an seinen beiden sekundärseitigen Ausgängen elektrisch mit dem ersten Ausgangskondensator Co1 bzw. dem zweiten Ausgangskondensator Co2 über die dritte Diode D3 bzw. die vierte Diode D4 verbunden.
  • Für die Sekundärseite jedes Transformators sind die beiden Ausgänge in Reihe geschaltet und die verschiedenen Transformatoren sind parallel zu den Ausgangskondensatoren geschaltet. Auf diese Weise ist für die Sekundärseite der beiden Transformatoren eine Schaltung, die zuerst in Reihe und dann verschachtelt parallel ist, vorhanden, wobei die Verschachtelung 180 Grad beträgt, was einer doppelten Frequenz entspricht, so dass die Belastung von Bauelement bei der Ein- und Ausgabe reduziert werden kann.
  • Durch die zwei Ausgangskondensatoren im Trennwandler 111 kann ein Spannungsausgleich automatisch realisiert werden. Durch das erste Regelsignal PWMA und das zweite Regelsignal PWMB, die an das Gate der ersten Schaltröhre Q1 und das Gate der zweiten Schaltröhre Q2 eingegeben werden, kann es realisiert wird, dass der Trennwandler mit einem voreingestellten Tastverhältnis betrieben wird, beispielsweise in einem diskontinuierlichen Leitungsmodus (Discontinuous Conduction Mode, DCM) mit einem Tastverhältnis von weniger als 0,5, und der Trennwandler auch in anderen Modi betrieben werden kann. Das voreingestellte Tastverhältnis kann beispielsweise das Tastverhältnis des Regelsignals sein, das vom analogen Regelkreis 13 an den Trennwandler 111 ausgegeben wird.
  • In der Hauptleistungstopologie 11 können der Eingangskondensator Cin, der erste Ausgangskondensator Co1 und der zweite Ausgangskondensator Co2 in dem einen Trennwandler 111 alle Filmkondensatoren sein, die eine hohe Sicherheitszuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer aufweisen. Beispielsweise hängt im Trennwandler mit der verschachtelt parallelen Flyback-Schaltung im DCM-Modus eine Ausgangsspannung nur vom Lastwiderstand und der Eingangsleistung ab, so dass durch die Auslegung der geeigneten Transformatorverhältnisparameter eine Hochspannung unter Einhaltung der Belastungsbedingungen problemlos ausgegeben werden kann. Der Strom auf der Niederspannungsseite ist groß, der Durchlasswiderstand wird dadurch reduziert, dass eine Vielzahl von Schaltröhren parallel geschaltet ist, auf der Ausgangsseite ist die Spannung hoch und der Strom niedrig, die Schwingungsamplitude ist groß, und Siliziumkarbiddioden oder Dioden mit schneller Erholung mit hervorragender Leistung können verwendet werden.
  • In einigen anderen möglichen Implementierungen kann durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung auch ein Implementierungsbeispiel eines Leistungsmoduls bereitgestellt werden, wobei die Leistungsversorgung der Schaltungen in dem Leistungsmodul in Verbindung mit einer Hilfsleistungsversorgung im Folgenden beispielhaft veranschaulicht wird. 7 ist ein schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Hilfsleistungsmoduls. Wie in 7 gezeigt, kann das oben gezeigte Leistungsmodul ferner ein Hilfsleistungsmodul 15 umfassen. Das Hilfsleistungsmodul 15 kann eine Hilfsleistungsversorgung 151, einen eingangsseitigen Kondensator 152 und zwei ausgangsseitige Kondensatoren 153 umfassen. Dabei kann die Hilfsleistungsversorgung 151 ein Hilfsleistungsversorgungschip oder eine Hilfsstromversorgung in anderen Formen sein.
  • Eine Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 ist jeweils über eine Diode elektrisch mit dem eingangsseitigen Kondensator 152 verbunden, der eingangsseitige Kondensator 152 ist elektrisch mit dem Eingang der Hilfsleistungsversorgung 151 verbunden, und die Hilfsleistungsversorgung 151 ist an ihrem Ausgang elektrisch mit einer primärseitigen Leistungsverbrauchsschaltung bzw. einer sekundärseitigen Leistungsverbrauchsschaltung über die beiden ausgangsseitigen Kondensatoren 153 verbunden.
  • Dabei ist die primärseitige Leistungsverbrauchsschaltung eine Leistungsverbrauchsschaltung, die elektrisch mit der Primärseite der Vielzahl von Trennwandlern 111 verbunden ist, und die sekundärseitige Leistungsverbrauchsschaltung ist eine Leistungsverbrauchsschaltung, die elektrisch mit der Sekundärseite der Vielzahl von Trennwandlern 111 verbunden ist.
  • Die Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 ist jeweils über eine Diode elektrisch mit dem eingangsseitigen Kondensator 152 verbunden, wodurch es realisiert wird, dass die Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 in einer „ODER“-Logik parallel geschaltet ist, und die Gleichstromeingangsquelle mit einer maximalen Spannung unter der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 einen Eingang für die Hilfsstromversorgung 151 liefert, wodurch, solange eine der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 Energie hat, der normale Betrieb der Hilfsstromversorgung 151 garantiert werden kann. Eine Spannung über den eingangsseitigen Kondensator 152 ist die Eingangsspannung der Hilfsenergieversorgung 151, die die maximale Spannung unter der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 ist.
  • Die Hilfsenergieversorgung 151 ist an ihren beiden Ausgängen mit den beiden ausgangsseitigen Kondensatoren 153 verbunden, um eine Trennung der beiden Ausgangsspannungen zu realisieren. Eine von der Hilfsstromversorgung 151 ausgegebene erste Spannung V1 kann die Spannung über einen der ausgangsseitigen Kondensatoren 153 sein, und eine von der Hilfsstromversorgung 151 ausgegebene zweite Spannung V2 kann die Spannung über den anderen ausgangsseitigen Kondensator 153 sein.
  • Die beiden ausgangsseitigen Kondensatoren 153 können elektrisch mit der primärseitigen Leistungsverbrauchsschaltung bzw. der sekundärseitigen Leistungsverbrauchsschaltung verbunden sein, um eine unabhängige Leistungsversorgung für die primärseitige Leistungsverbrauchsschaltung und eine unabhängige Leistungsversorgung für die sekundärseitige Leistungsverbrauchsschaltung getrennt zu liefern. Die Hauptleistungstopologie wird durch den Trennwandler in die Primärseite und die Sekundärseite aufgeteilt, und damit ist es erforderlich, dass eine Leistungsversorgung für die Primärseite und eine Leistungsversorgung für die Sekundärseite auch getrennt werden. Beispielsweise kann die erste Spannung V1 an die primärseitige Leistungsverbrauchsschaltung ausgegeben werden und die zweite Spannung V2 kann an die sekundärseitige Leistungsverbrauchsschaltung ausgegeben werden.
  • Die primärseitige Leistungsverbrauchsschaltung ist eine Leistungsverbrauchsschaltung, die elektrisch mit der Primärseite der Vielzahl von Trennwandlern 111 verbunden, beispielsweise der digitale Regler 12, der analoge Regelkreis 13, die mit der Primärseite verbunden sind, sowie eine primärseitige Abtastschaltung, wie eine Eingangsstromabtastschaltung, eine Eingangsspannungsabtastschaltung usw.
  • Die sekundärseitige Leistungsverbrauchsschaltung ist eine Leistungsverbrauchsschaltung, die elektrisch mit der Sekundärseite der Vielzahl von Trennwandlern 111 verbunden ist, beispielsweise eine Ausgangsspannungsabtastschaltung und eine Ausgangsstromabtastschaltung, die mit der Primärseite verbunden sind.
  • Natürlich kann es sein, dass die für die primärseitige Leistungsverbrauchsschaltung erforderliche Versorgungsspannung und die für die sekundärseitige Leistungsverbrauchsschaltung erforderliche Versorgungsspannung nicht gleich sind. Beispielsweise unter den primärseitigen Leistungsverbrauchsschaltungen beträgt die Versorgungsspannung einer Leistungsverbrauchsschaltung 12 V, die Versorgungsspannung einer anderen Leistungsverbrauchsschaltung 5 V und die Versorgungsspannung einer weiter anderen Leistungsverbrauchsschaltung 3,3 V. Daher kann auch eine entsprechende Leistungsumwandlungsschaltung zwischen jedem der Ausgangskondensatoren 153 und der entsprechenden Leistungsverbrauchsschaltung geschaltet sein, um eine vom Ausgangskondensator 153 ausgegebene Spannung in eine entsprechende Leistungsversorgungsspannung umzuwandeln, um Leistungsversorgungsanforderungen zu erfüllen.
  • In dem durch dieses Ausführungsbeispiel bereitgestellten Leistungsmodul kann es realisiert werden, dass die Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 in einer „ODER“-Logik parallel geschaltet ist, und die Gleichstromeingangsquelle mit einer maximalen Spannung unter der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen einen Eingang für die Hilfsstromversorgung liefert, wodurch, solange eine der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen Energie hat, der normale Betrieb der Hilfsstromversorgung garantiert werden kann.
  • Optional kann eine mögliche Implementierung eines Leistungsmoduls auch durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt werden. 8 ist ein drittes schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls. Wie in 8 gezeigt, kann das Leistungsmodul ferner eine Vielzahl von Eingangsstromabtastschaltungen 16 umfassen, wobei jede der Eingangsstromabtastschaltungen 16 an ihrem Eingang elektrisch mit dem Eingangsstromabtastpunkt des einen Trennwandlers 111 verbunden ist und die Vielzahl von Eingangsstromabtastschaltungen 16 an ihrem jeweiligen Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers 12 verbunden ist.
  • Die Eingangsstromabtastschaltung 16, die elektrisch mit dem Eingangsstromabtastpunkt des einen Trennwandlers 111 verbunden ist, ist an ihrem Ausgang auch elektrisch mit dem ersten Eingang des Regelchips 131 verbunden, so dass der Regelchip 131 unter der Regelung durch den inneren Stromregelkreis 132 entsprechend dem Stromvorgabesignal lin_ref und einem abgetasteten Eingangsstrom Iin das Stromregelsignal erzeugt und ausgibt.
  • Der Regelchip erzeugt das Stromregelsignal basierend auf dem eingegebenen Stromvorgabesignal und dem abgetasteten Eingangsstrom und ausgibt, wodurch eine Schleifregelung des Eingangsstroms des entsprechenden Trennwandlers 111 realisiert werden kann, so dass die Genauigkeit der Regelung des Eingangsstroms des Trennwandlers 111 durch den analogen Regelkreis 13 verbessert wird.
  • Es sollte beachtet werden, dass in 8 ein Verbindungspfad zwischen dem digitalen Regler 12, einer Eingangsstromabtastschaltung 16 und einem analogen Regelkreis 13 beispielhaft veranschaulicht wird, während in einem praktischen Anwendungsszenario es jedoch ausreichend ist, dass die Anzahl der Vielzahl von Eingangsstromabtastschaltungen 16 und die Anzahl der Trennwandler 111 gleich sind, und die Vielzahl von Eingangsstromabtastschaltungen an ihrem jeweiligen Eingang elektrisch mit dem Eingangsstromabtastpunkt des entsprechenden Trennwandlers 111 verbunden ist, und die Vielzahl von Eingangsstromabtastschaltungen an ihrem jeweiligen Ausgang elektrisch mit dem Eingang des analogen Regelkreises 13 des entsprechenden Trennwandlers 111 verbunden ist.
  • Die Eingangsstromabtastpunkte jedes der Trennwandler 111 können die Stromabtastpunkte der Primärseite jedes der Trennwandler 111 in der Hauptleistungstopologie 11 sein, d. h. sie können die Stromabtastpunkte der Schaltröhre der Primärseite des Trennwandlers 111 sein, beispielsweise der sekundärseitige Ausgang Ip_A des ersten Hochfrequenztransformators LA und der sekundärseitige Ausgang Ip_B des zweiten Hochfrequenztransformators LB in dem in 6 gezeigten Trennwandler 111. Jede der Eingangsstromabtastschaltungen 16 ist an ihrem Eingang elektrisch mit dem Eingangsstromabtastpunkt des einen Trennwandlers 111 verbunden, wodurch so ein Abtasten des Stroms der ersten Schaltröhre Q1 und des Stroms der zweiten Schaltröhre Q2 der Primärseite des Trennwandlers 111 ausgeführt werden kann. Die Eingangsstromabtastschaltung 16 ist an ihrem Eingang elektrisch mit dem Stromabtastpunkt der Primärseite jedes der Trennwandler 111 verbunden, wie dem sekundärseitigen Ausgang Ip_A des ersten Hochfrequenztransformators LA und dem sekundärseitigen Ausgang Ip_B des zweiten Hochfrequenztransformators LB, was eine Gleichstromimpulsabtastung des Stroms der Schaltröhre in dem Trennwandler 111 realisieren kann.
  • Ein Eingangsstrom der Primärseite der Vielzahl von Trennwandlern wird jeweils durch eine der Vielzahl von Eingangsstromabtastschaltungen 16 abgetastet und an den analogen Regelkreis 13 und den digitalen Regler 12 ausgegeben, wodurch eine genaue Regelung der Leistung des Leistungsmoduls durch den analogen Regelkreis 13 und den digitalen Regler 12 erleichtert werden kann.
  • Beispielhaft kann jede der oben erwähnten Eingangsstromabtastschaltungen 16 zwei erste Dioden und einen Abtastwiderstand umfassen, wobei der Eingang jeder der Eingangsstromabtastschaltungen 16 die Anoden der beiden ersten Dioden sind und die Eingangsstromabtastpunkte jedes der Trennwandler 111 die Stromabtastpunkte der beiden Schaltröhren in jedem der Trennwandler 111 sind.
  • Dabei sind die Anoden der beiden ersten Dioden elektrisch mit den Stromabtastpunkten der beiden Schaltröhren verbunden, die Kathoden der beiden ersten Dioden sind elektrisch mit einem Ende des Abtastwiderstands verbunden, und das andere Ende des Abtastwiderstands ist der Ausgang jeder der Eingangsstromabtastschaltungen.
  • In der durch dieses Ausführungsbeispiel bereitgestellten Eingangsstromabtastschaltung kann ein über die Dioden ausgegebenen Impuls-Dreieckswellenstromsignal aus den Stromabtastpunkten der zwei Schaltröhren in jedem Trennwandler 111 durch den Abtastwiderstand in ein Spannungssignal umgewandelt werden, wobei die abgetastete Spannung eine verschachtelte Dreieckswelle mit der doppelten Frequenz ist, die nach einer Filterung, wie einer RC-Niederfrequenzfilterung, ungefähr Gleichstrom ist und an den Eingang des analogen Regelkreises und den Eingang des digitalen Reglers übertragen wird, um eine genaue Regelung der Eingangsstromversorgung zu gewährleisten.
  • Optional kann eine mögliche Implementierung eines Leistungsmoduls auch durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt werden. 9 ist ein viertes schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls. Wie in 9 gezeigt, kann das Leistungsmodul ferner eine Eingangsspannungsabtastschaltung 17 umfassen, wobei die Eingangsspannungsabtastschaltung 17 an ihrem Regelanschluss elektrisch mit dem Eingangs/Ausgangsport des digitalen Reglers 12 verbunden ist, die Eingangsspannungsabtastschaltung 17 an ihren mehreren Eingängen jeweils elektrisch mit einer der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 verbunden ist, und die Eingangsspannungsabtastschaltung 17 an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers 12 verbunden ist.
  • Die Eingangsspannungsabtastschaltung 17 kann mehrere Eingänge und einen Ausgang aufweisen, bei der eine Spannungsabtastung der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 durch Zeitmultiplex-Abtastung realisiert wird. Der digitale Regler 12 kann ein Strobe-Steuersignal an den Regelanschluss der Eingangsspannungsabtastschaltung 17 durch den Eingangs/Ausgangsport (IO-Port) ausgeben, und die Eingangsspannungsabtastschaltung 17 kann basierend auf diesem Strobe-Steuersignal den Eingang, der mit der Ziel-Gleichstromeingangsquelle verbunden ist, steuern, an den Ausgang anzuschließen, wodurch die Spannungsabtastung der Ziel-Gleichstromeingangsquelle realisiert wird. Dabei ist das Strobe-Steuersignal beispielsweise ein Adresse-Strobe-Signal sein kann, das der Ziel-Gleichstromeingangsquelle entspricht.
  • Ein mögliches Beispiel der Eingangsspannungsabtastschaltung wird unten erläutert und veranschaulicht, beispielsweise ein Mehrwege-Analog-Strobe-Chip. 10 ist ein schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Mehrwege-Analog-Strobe-Chips. Wie in 10 gezeigt, ist der Adressanschluss des Mehrwege-Analog-Strobe-Chips 171 der Regelanschluss der Eingangsspannungsabtastschaltung 17, die mehreren Eingänge der Eingangsspannungsabtastschaltung 17 sind die mehreren analogen Eingänge des Mehrwege-Analog-Strobe-Chips 171, und der Ausgang der Eingangsspannungsabtastschaltung 17 ist der analoge Ausgang des Mehrwege-Analog-Strobe-Chips 171.
  • In diesem Beispiel wird der Mehrwege-Analog-Strobe-Chip 171 als Eingangsspannungsabtastschaltung verwendet, und in 10 wird ein 8-Wege-Analog-Strobe-Chip als Beispiel genommen. Die Anzahl der Wege der analogen Eingänge des Mehrwege-Analog-Strobe-Chips 171 kann mindestens größer oder gleich der Anzahl der Gleichstromeingangsquellen sein, die mit dem Leistungsmodul verbunden sind.
  • Die Adresspins S0, S1 und S2 des Mehrwege-Analog-Strobe-Chips 171, die als Regelanschluss der Eingangsspannungsabtastschaltung 17 dienen, können eine vom digitalen Regler 12 ausgegeben Digital-Strobe-Adresse empfangen, wodurch ein Strobe für insgesamt 8 Wege von der Adresse 000 bis Adresse 111 realisiert werden kann. Jede Adresse kann einer Gleichstromeingangsquelle entsprechen. Am Beispiel der Adresse 001 kann der analoge Eingang A1 in dem Mehrwege-Analog-Strobe-Chip 171 an den analogen Ausgang A angeschlossen sein, und eine durch das Abtasten erhaltene Spannung Vinx ist die Eingangsspannung der mit dem analogen Eingang A1 verbundenen Gleichstromeingangsquelle, wie Vin2.
  • In dem durch dieses Ausführungsbeispiel bereitgestellten Leistungsmodul können die Spannungen der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen auf eine Weise von Zeitmultiplex durch die Eingangsspannungsabtastschaltung 17 abgetastet werden, wodurch eine Zeitmultiplex-Abtastung mehrerer Eingangsspannungen realisiert wird und den Widerspruch des Mangels an Ressourcen des digitalen Reglers für die Digital-Analog-Wandlung (DA) oder der hohen Kosten eines externen Analog-Digital-Wandlers effektiv auszulösen. Da es eine gewisse Zeit dauert, eine Spannung einer Gleichstromeingangsquelle abzutasten, kann eine Haltezeit des Intervalls zwischen zwei benachbarten Gleichstromeingangsquellen basierend auf der Regelungszeitgenauigkeit des Leistungsmoduls im Voraus bestimmt werden.
  • Optional kann eine mögliche Implementierung eines Leistungsmoduls auch durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt werden. 11 ist ein fünftes schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls. Wie in 11 gezeigt, umfasst das Leistungsmodul ferner eine Ausgangsspannungsabtastschaltung 18. Die Ausgangsspannungsabtastschaltung 18 ist an ihrem Eingang elektrisch mit dem Spannungsabtastpunkt des Gleichstrombusses verbunden und die Ausgangsspannungsabtastschaltung 18 ist an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers 12 verbunden.
  • Die Ausgangsspannungsabtastschaltung 18 ist an ihrem Ausgang auch elektrisch mit dem zweiten Eingang des Regelchips 131 verbunden, so dass der Regelchip 131 unter der Regelung durch den Spannungsbegrenzungsregelkreis 133 entsprechend dem Spannungsvorgabesignal U_ref und einer abgetasteten Ausgangsspannung Vdc ein Spannungsregelsignal erzeugt und ausgibt.
  • Die Ausgangsspannungsabtastschaltung 18 ist an ihrem Ausgang auch elektrisch mit dem zweiten Eingang des Regelchips 131 verbunden, wodurch die Ausgangsspannung des entsprechenden Trennwandlers 111 durch den Regelchip 131 in dem analogen Regelkreis 13 basierend auf dem Spannungsvorgabesignal sowie auf der abgetasteten Ausgangsspannung geregelt werden kann, so dass eine genauere Regelung der Ausgangsspannung des Trennwandlers 111 durch den analogen Regelkreis 13 erreicht wird.
  • Optional umfasst das Leistungsmodul ferner eine Ausgangsstrom-Abtastschaltung 19.
  • Die Ausgangsstromabtastschaltung 19 ist an ihrem Eingang elektrisch mit dem Stromabtastpunkt des Gleichstrombusses verbunden. Die Ausgangsstromabtastschaltung 19 ist an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers 12 verbunden.
  • Dabei kann der Spannungsabtastpunkt des Gleichstrombusses an den beiden Enden des Ausgangskondensators am Gleichstrombus angeordnet sein, wie DC+ und DC- in 1, und der Stromabtastpunkt des Gleichstrombusses kann der positive Ausgang des Ausgangskondensators am Gleichstrombus sein, wie DC+.
  • In dem durch dieses Ausführungsbeispiel bereitgestellten Verfahren können die Ausgangsspannung Vdc und der Ausgangsstrom Io der Hauptleistungstopologie in dem Leistungsmodul durch die Ausgangsspannungsabtastschaltung und die Ausgangsstromabtastschaltung abgetastet und an den digitalen Regler übertragen werden, was effektiv gewährleistet, dass der Eingangsstrom und die Ausgangsspannung des Leistungsmoduls durch den digitalen Regler genau geregelt werden.
  • Optional kann eine andere mögliche Implementierung eines Leistungsmoduls auch durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt werden. 12 ist ein sechstes schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungsmoduls. Wie in 12 gezeigt, umfasst das Leistungsmodul ferner eine Temperaturerfassungsschaltung 200, wobei die Temperaturerfassungsschaltung 200 an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers 12 verbunden ist.
  • Die Temperaturerfassungsschaltung 200 kann ein Temperatursensor sein und innerhalb des Gehäuses des Leistungsmoduls angeordnet sein, und die Temperaturerfassungsschaltung kann verwendet werden, um eine Umgebungstemperatur innerhalb des Leistungsmoduls zu erfassen und die erfasste Umgebungstemperatur an den digitalen Regler 12 zu übertragen, wodurch der digitale Regler 12 basierend auf der Umgebungstemperatur eine Temperaturregelstrategie einzustellen, wie eine Temperaturbegrenzungsstrategie bei hoher Temperatur usw., um eine genaue Regelung des Leistungsmoduls bei anormalen Temperaturbedingungen zu erleichtern und den normalen Betrieb des Leistungsmoduls sicherzustellen.
  • Optional umfasst das Leistungsmodul ferner eine Kommunikationsschnittstelle 201. Die Kommunikationsschnittstelle 201 ist an ihrem Eingang auch elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers 12 verbunden. Die Kommunikationsschnittstelle 201 kann eine Kommunikationsschnittstelle sein, die mindestens einen Kommunikationsmodus unterstützt, beispielsweise eine serielle Kommunikationsschnittstelle, wie eine RS485-Schnittstelle, oder eine Controller-Area-Network-Schnittstelle (CAN-Schnittstelle).
  • Das Leistungsmodul kann über die Kommunikationsschnittstelle 201 Informationen mit einem übergeordneten Computer oder einer Dateninteraktionseinheit interagieren und hat die Funktion, Abtastinformationen hochzuladen, um Funktionen wie beispielsweise Fernerfassung, Fernsignalisierung und Fernsteuerung des Leistungsmoduls zu realisieren.
  • In einigen anderen möglichen Implementierungen kann durch diese Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung ferner ein Leistungssystem bereitgestellt werden, das eines der obigen Leistungsmodule umfasst. 13 ist ein schematisches Diagramm der Schaltung eines durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Leistungssystems. Wie in 13 gezeigt, kann das Leistungssystem eine Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 und ein Leistungsmodul 10 nach einem der obigen Ausführungsbeispiele umfassen, wobei die Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen 20 jeweils mit dem Eingang eines der Vielzahl von Trennwandlern 111 in dem Leistungsmodul 10 verbunden ist. Für den konkreten Aufbau und die Beschreibung des Leistungsmoduls 10 kann auf die obige Beschreibung verwiesen werden, die hier nicht wiederholt wird.
  • Vorstehend werden nur spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung beschrieben, aber der Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung ist nicht darauf beschränkt. Jegliche Änderungen oder Ersetzungen, die von einem Fachmann innerhalb des in der vorliegenden Anmeldung offenbarten technischen Umfangs leicht erdacht werden können, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung. Daher sollte der Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung auf dem Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung basieren.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Anmeldung stellt ein Leistungsmodul und ein Leistungssystem bereit und bezieht sich auf das technische Gebiet der Leistungselektronik. Das Leistungsmodul umfasst eine Hauptleistungstopologie, einen digitalen Regler und eine Vielzahl von analogen Regelkreisen, wobei die Hauptleistungstopologie eine Vielzahl von Trennwandlern umfasst, wobei jeder der Trennwandler an seinem Eingang elektrisch mit einer Gleichstromeingangsquelle verbunden ist und die Vielzahl von Trennwandlern an ihrem jeweiligen Ausgang elektrisch mit einem Gleichstrombus verbunden ist, wobei der digitale Regler an seinem Ausgang elektrisch mit einem Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise verbunden ist, wobei jeder der analogen Regelkreise an ihrem Ausgang elektrisch mit einem primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers verbunden ist. Die vorliegende Anmeldung kann dazu dienen, die Kosten der Regelung des Leistungsmoduls zu reduzieren und die Anwendungen mit der Parallelschaltung von mehreren unabhängigen Wandlern zu unterstützen.
  • Außerdem versteht es sich, dass das Leistungsmodul und das Leistungssystem der vorliegenden Anmeldung reproduzierbar sind und in verschiedenen industriellen Anwendungen verwendet werden können. Beispielsweise können das Leistungsmodul und das Leistungssystem der vorliegenden Anmeldung auf dem technischen Gebiet der Leistungselektronik verwendet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 202110133345 [0001]

Claims (18)

  1. Leistungsmodul, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Hauptleistungstopologie, einen digitalen Regler und eine Vielzahl von analogen Regelkreisen umfasst, wobei die Hauptleistungstopologie eine Vielzahl von Trennwandlern umfasst, wobei jeder der Trennwandler an seinem Eingang elektrisch mit einer Gleichstromeingangsquelle verbunden ist und die Vielzahl von Trennwandlern an ihrem jeweiligen Ausgang elektrisch mit einem Gleichstrombus verbunden ist, der digitale Regler an seinem Ausgang elektrisch mit dem Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise verbunden ist, um ein Regelsignal in jeden der analogen Regelkreise einzugeben, und jeder der analogen Regelkreise an seinem Ausgang elektrisch mit dem primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers verbunden ist, so dass jeder der analogen Regelkreise basierend auf dem Regelsignal den einen Trennwandler für Betrieb regelt.
  2. Leistungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromeingangsquelle eine photovoltaische Gleichstromeingangsquelle, eine Speicherbatterie-Gleichstromeingangsquelle oder eine Brennstoffzelle-Gleichstromeingangsquelle ist.
  3. Leistungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Trennwandler ein Gleichstromtrennwandler (DC/DC-Trennwandler) ist, und jeder der Trennwandler die Energie einer mit jedem der Trennwandler verbundenen Gleichstromeingangsquelle umwandelt und in den Ausgangsbus jedes der Trennwandler ausgibt.
  4. Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsmodul ferner eine Vielzahl von Vorgabeschaltungen umfasst, wobei jede der Vorgabeschaltungen an ihrem Eingang elektrisch mit dem Ausgang des digitalen Reglers verbunden ist und jede der Vorgabeschaltungen an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Regelanschluss des einen analogen Regelkreises verbunden ist, so dass jede der Vorgabeschaltungen das Regelsignal anpasst und an den einen analogen Regelkreis ausgibt.
  5. Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der digitale Regler ein digitales Regelgerät oder ein digitaler Regelchip ist, der digitale Regler eine digitale Regelfunktion aufweist, und der digitale Regler basierend auf vorkonfigurierten Regelregeln ein eingegebenes digitales Signal zu dem Regelsignal umwandelt, wobei das Regelsignal ein Gleichstromvorgabesignal oder ein Impulsregelsignal ist.
  6. Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der analogen Regelkreise eine analoge Regelfunktion aufweist, und jeder der analogen Regelkreise ein primärseitiges Regelsignal basierend auf dem Regelsignal aus dem digitalen Regler erzeugt und an den primärseitigen Regelanschluss des entsprechenden Trennwandlers ausgibt, so dass der Trennwandler basierend auf dem primärseitigen Regelsignal geregelt wird.
  7. Leistungsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das vom digitalen Regler ausgegebene Regelsignal ein Impulsregelsignal ist, der Ausgang des digitalen Reglers, der das Regelsignal ausgibt, ein Impulsausgang ist, wobei der digitale Regler an seinem Impulsausgang elektrisch mit dem Ausgang jeder der Vorgabeschaltungen verbunden ist.
  8. Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der analogen Regelkreise einen Regelchip und einen inneren Stromregelkreis umfasst, und der Regelanschluss jedes der analogen Regelkreise einen ersten Eingang des Regelchips umfasst, wobei der Regelchip zwischen seinem ersten Eingang und seinem Ausgang elektrisch mit dem inneren Stromregelkreis verbunden ist, und der Regelchip an seinem Ausgang elektrisch mit dem primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers verbunden ist, so dass der Regelchip unter der Regelung durch den inneren Stromregelkreis entsprechend einem durch den ersten Eingang eingegebenen Stromvorgabesignal ein Stromregelsignal erzeugt und an den primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers ausgibt, um einen eingangsseitigen Eingangsstrom des einen Trennwandlers zu regeln, wobei das Stromvorgabesignal ein Gleichstromvorgabesignal eines dem Regelsignal entsprechenden Eingangsstroms ist.
  9. Leistungsmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsmodul ferner eine Vielzahl von Eingangsstromabtastschaltungen umfasst, wobei jede der Eingangsstromabtastschaltungen an ihrem Eingang elektrisch mit dem Eingangsstromabtastpunkt des einen Trennwandlers verbunden ist und die Vielzahl von Eingangsstromabtastschaltungen an ihrem jeweiligen Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers verbunden ist, und die eine Eingangsstromabtastschaltung, die elektrisch mit dem Eingangsstromabtastpunkt des einen Trennwandlers verbunden ist, an ihrem Ausgang auch elektrisch mit dem ersten Eingang des Regelchips verbunden ist, so dass der Regelchip unter der Regelung durch den inneren Stromregelkreis entsprechend dem Stromvorgabesignal und einem abgetasteten Eingangsstrom das Stromregelsignal erzeugt und ausgibt.
  10. Leistungsmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der analogen Regelkreise ferner einen Spannungsbegrenzungsregelkreis umfasst, wobei der Regelchip zwischen seinem zweiten Eingang und seinem Ausgang auch elektrisch mit dem Spannungsbegrenzungsregelkreis verbunden ist, so dass der Regelchip unter der Regelung durch den Spannungsbegrenzungsregelkreis entsprechend einem durch den zweiten Eingang eingegebenen Spannungsvorgabesignal ein Spannungsregelsignal erzeugt und an den primärseitigen Regelanschluss des einen Trennwandlers ausgibt, um eine analoge Spannungsbegrenzungsregelung auf die ausgangsseitige Ausgangsspannung des einen Trennwandlers auszuführen.
  11. Leistungsmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsmodul ferner eine Ausgangsspannungsabtastschaltung umfasst, wobei die Ausgangsspannungsabtastschaltung an ihrem Eingang elektrisch mit dem Spannungsabtastpunkt des Gleichstrombusses verbunden ist und die Ausgangsspannungsabtastschaltung an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers verbunden ist, und die Ausgangsspannungsabtastschaltung an ihrem Ausgang auch elektrisch mit dem zweiten Eingang verbunden ist, so dass der Regelchip unter der Regelung durch den Spannungsbegrenzungsregelkreis entsprechend dem Spannungsvorgabesignal und einer abgetasteten Ausgangsspannung das Spannungsregelsignal erzeugt und ausgibt.
  12. Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsmodul ferner eine Hilfsleistungsversorgung, einen eingangsseitigen Kondensator und zwei ausgangsseitige Kondensatoren umfasst, wobei eine Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen jeweils über eine Diode elektrisch mit dem eingangsseitigen Kondensator verbunden ist, der eingangsseitige Kondensator elektrisch mit dem Eingang der Hilfsleistungsversorgung verbunden ist, und die Hilfsleistungsversorgung an ihrem Ausgang elektrisch mit einer primärseitigen Leistungsverbrauchsschaltung bzw. einer sekundärseitigen Leistungsverbrauchsschaltung über die beiden ausgangsseitigen Kondensatoren verbunden ist, wobei die primärseitige Leistungsverbrauchsschaltung eine Leistungsverbrauchsschaltung ist, die elektrisch mit der Primärseite der Vielzahl von Trennwandlern verbunden ist, und die sekundärseitige Leistungsverbrauchsschaltung eine Leistungsverbrauchsschaltung ist, die elektrisch mit der Sekundärseite der Vielzahl von Trennwandlern verbunden ist.
  13. Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsmodul ferner eine Eingangsspannungsabtastschaltung umfasst, wobei die Eingangsspannungsabtastschaltung an ihrem Regelanschluss elektrisch mit dem Eingangs/Ausgangsport des digitalen Reglers verbunden ist, die Eingangsspannungsabtastschaltung an ihren mehreren Eingängen jeweils elektrisch mit einer der Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen verbunden ist, und die Eingangsspannungsabtastschaltung an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers verbunden ist.
  14. Leistungsmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsspannungsabtastschaltung ein Mehrwege-Analog-Strobe-Chip ist, wobei der Adressenanschluss des Mehrwege-Analog-Strobe-Chips der Regelanschluss der Eingangsspannungsabtastschaltung ist, die mehreren Eingänge der Eingangsspannungsabtastschaltung die mehreren analogen Eingänge des Mehrwege-Analog-Strobe-Chips sind, und der Ausgang der Eingangsspannungsabtastschaltung der analoge Ausgang des Mehrwege-Analog-Strobe-Chips ist.
  15. Leistungsmodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsmodul ferner eine Ausgangsstromabtastschaltung umfasst, wobei die Ausgangsstromabtastschaltung an ihrem Eingang elektrisch mit dem Stromabtastpunkt des Gleichstrombusses verbunden ist und die Ausgangsstromabtastschaltung an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers verbunden ist.
  16. Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsmodul ferner eine Temperaturerfassungsschaltung umfasst, wobei die Temperaturerfassungsschaltung an ihrem Ausgang elektrisch mit dem Eingang des digitalen Reglers verbunden ist.
  17. Leistungsmodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerfassungsschaltung ein Temperatursensor ist, wobei die Temperaturerfassungsschaltung innerhalb des Gehäuses des Leistungsmoduls angeordnet ist, und die Temperaturerfassungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie eine Umgebungstemperatur innerhalb des Leistungsmoduls erfasst und die erfasste Umgebungstemperatur an den digitalen Regler überträgt, wodurch der digitale Regler basierend auf der Umgebungstemperatur eine Temperaturregelstrategie einzustellen.
  18. Leistungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen und ein Leistungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 17 umfasst, wobei die Vielzahl von Gleichstromeingangsquellen jeweils mit dem Eingang eines der Vielzahl von Trennwandlern in dem Leistungsmodul verbunden ist.
DE112022000890.3T 2021-01-29 2022-01-13 Leistungsmodul und Leistungssystem Pending DE112022000890T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110133345.4 2021-01-29
CN202110133345.4A CN112803778A (zh) 2021-01-29 2021-01-29 电源模块及电源系统
PCT/CN2022/071869 WO2022161184A1 (zh) 2021-01-29 2022-01-13 电源模块及电源系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112022000890T5 true DE112022000890T5 (de) 2023-11-16

Family

ID=75813227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112022000890.3T Pending DE112022000890T5 (de) 2021-01-29 2022-01-13 Leistungsmodul und Leistungssystem

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN112803778A (de)
DE (1) DE112022000890T5 (de)
WO (1) WO2022161184A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112803778A (zh) * 2021-01-29 2021-05-14 西安领充创享新能源科技有限公司 电源模块及电源系统
CN116526866A (zh) * 2023-06-15 2023-08-01 上海奔曜科技有限公司 机器人电源的拓扑结构及机器人

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201072438Y (zh) * 2007-05-15 2008-06-11 北京索英电气技术有限公司 多输入通道模块化高频隔离单相电能回馈型电子负载
CN101895200B (zh) * 2010-07-01 2012-10-17 浙江昱能光伏科技集成有限公司 轮替主从分路的交错并联反激变换器
JP5792024B2 (ja) * 2011-10-21 2015-10-07 株式会社日本自動車部品総合研究所 電源システム
CN103219885B (zh) * 2012-01-20 2015-08-12 百富(澳门离岸商业服务)有限公司 Dc至dc转换器
CN103248231B (zh) * 2013-04-02 2015-12-23 浙江大学 多相均流控制的并联调整电路控制方法
CN103997215A (zh) * 2014-05-13 2014-08-20 重庆大学 数字控制的功率可调dc/dc变换器
CN104868743A (zh) * 2015-06-16 2015-08-26 重庆邮电大学 一种电动车辅助电源系统
CN206099800U (zh) * 2016-09-29 2017-04-12 西安科技大学 基于arm控制的高功率因数ac‑dc恒流源电源系统
CN111585450A (zh) * 2020-06-24 2020-08-25 安徽省金屹电源科技有限公司 一种大功率高频开关电源模块及装置
CN214154345U (zh) * 2021-01-29 2021-09-07 西安领充创享新能源科技有限公司 电源模块及电源系统
CN112803778A (zh) * 2021-01-29 2021-05-14 西安领充创享新能源科技有限公司 电源模块及电源系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112803778A (zh) 2021-05-14
WO2022161184A1 (zh) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE202017105332U1 (de) Schaltschwingkreis-Wandler
DE112022000890T5 (de) Leistungsmodul und Leistungssystem
DE102007015302B4 (de) Konverter, insbesondere für ein Ionentriebwerk
DE102014108512A1 (de) Nachgeregelter Sperrwandler mit variabler Ausgangsstufe
EP1920525A2 (de) Steuerungsanordnung für einen spannungskonverter und verfahren
DE2728377A1 (de) Schaltungsanordnung zur umwandlung von elektrischer energie
EP2517344B1 (de) Bidirektionaler dc-steller mit pufferkondensator und regelbarer spannung über dem kondensator
DE112005000026T5 (de) Gleichspannungswandler und Wandlervorrichtung
DE102016211163B4 (de) Mehrphasen-Mehrstufen-Schaltleistungsumsetzersystem, elektronische Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Mehrphasen-Mehrstufen-Schaltleistungsumsetzersystems
DE102012216691A1 (de) Stromrichterschaltung und Verfahren zur Steuerung der Stromrichterschaltung
EP1929617A2 (de) Wechselrichter für zwei gleichstromquellen und verfahren zum betrieb des wechselrichters
EP2807738B1 (de) Multizellenkonverter
DE102013105541A1 (de) Schaltnetzteil und ein verfahren zum betreiben eines schaltnetzteils
WO2018192754A1 (de) Isolierter dc/dc wandler zum steuern von leistungsflüssen zwischen drei dc anschlüssen
DE2639589C2 (de) Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten
EP2873147B1 (de) Gleichspannungswandler-schaltungsordnung
WO2018114528A1 (de) Steuerschaltung mit einem zweipunktregler zur regelung eines getakteten wandlers
EP2826126B1 (de) Leistungselektronische anordnung mit symmetrierung eines spannungsknotens im zwischenkreis
DE102021202896A1 (de) Adaptives Fehlerverstärker-Begrenzen in einem Multi-Rückkopplungsschleifen-System
WO2013186006A2 (de) Multizellenkonverter
DE102017104138A1 (de) Spannungswandler, Verfahren zu dessen Betrieb und Computerprogramm
EP0572491B1 (de) Steuerverfahren für einen spannungswandler mit grossem eingangsspannungsbereich und die verwendung eines solchen verfahrens
EP2609662A2 (de) Regelschaltung für ein hilfsnetzteil und netzteilanordnung
EP3053257B1 (de) Gleichspannungswandler und verfahren zum ansteuern eines gleichspannungswandlers
EP0122541B1 (de) Stromversorgungsschaltung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed