輔助電源電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種輔助電源電路。本實(shí)用新型輔助電源電路，包括：至少兩個(gè)初級(jí)變換電路，各初級(jí)變換電路均包括一初級(jí)繞組，以及一直流電壓源；至少一個(gè)次級(jí)變換輸出供電電路，各次級(jí)變換輸出供電電路均包括一次級(jí)繞組；主功率變換反激變壓器，所述主功率變換反激變壓器由各初級(jí)變換電路中的各初級(jí)繞組以及各次級(jí)變換輸出供電電路中的各次級(jí)繞組組成；控制電路，分別與各初級(jí)變換電路電連接，用于對(duì)各初級(jí)變換電路進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。本實(shí)用新型的輔助電源電路電路簡(jiǎn)單、所使用的器件數(shù)量較少，從而有效的節(jié)約了輔助電源電路的成本，并且，本實(shí)用新型提供的輔助電源電路的各初級(jí)變換電路功率均分，均流效果好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】輔助電源電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及電力技術(shù)，尤其涉及一種輔助電源電路。

【背景技術(shù)】
[0002]輔助電源將設(shè)備的輸入直流電壓經(jīng)過(guò)高頻變換將其轉(zhuǎn)換為信號(hào)控制電路需要的輸出電壓，例如將高電壓直流電經(jīng)過(guò)輔助電源可以輸出5V、12V、3.3V等一系列高質(zhì)量的直流電，提供給設(shè)備內(nèi)部的信號(hào)控制電路供電使用。在各種電力電子設(shè)備中，輔助電源電路作為必不可少的一部分，得到極為廣泛的使用。例如，在不間斷電源(Uninterruptible PowerSupply,簡(jiǎn)稱(chēng)UPS)中，也需要輔助電源電路為其內(nèi)部提供直流電源，以保證UPS中各信號(hào)控制電路的正常工作。
[0003]應(yīng)用于UPS中的三電平逆變器電路中的輔助電源，由于三電平逆變電路的輸入電壓為正負(fù)雙電源供電，如:±380VDC。為保證母線電壓±380VDC平衡，傳統(tǒng)的輔助電源通常采用兩路獨(dú)立控制的單端反激變換電路，即輸入+380VDC使用一路獨(dú)立控制的單端反激變換電路，輸入-380VDC使用一路獨(dú)立控制的單端反激變換電路，整流后的輸出并聯(lián)在一起給信號(hào)控制電路供電。
[0004]但是采用上述輔助電源，其輔助電源電路復(fù)雜，器件多，成本較高。并且由于采用兩路獨(dú)立控制的單端反激變換電路，輸出端需要對(duì)兩路獨(dú)立控制的單端反激變換電路各自的輸出進(jìn)行并聯(lián)，由此會(huì)導(dǎo)致該輔助電源均流效果差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型提供一種輔助電源電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中輔助電源電路的電路復(fù)雜、成本較高的問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型提供一種輔助電源電路，包括:
[0007]至少兩個(gè)初級(jí)變換電路，各初級(jí)變換電路均包括一初級(jí)繞組，以及一直流電壓源；
[0008]至少一個(gè)次級(jí)變換輸出供電電路，各次級(jí)變換輸出供電電路均包括一次級(jí)繞組；
[0009]主功率變換反激變壓器，所述主功率變換反激變壓器由各初級(jí)變換電路中的各初級(jí)繞組以及各次級(jí)變換輸出供電電路中的各次級(jí)繞組組成；
[0010]控制電路，分別與各初級(jí)變換電路電連接，用于對(duì)各初級(jí)變換電路進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
[0011]進(jìn)一步地，各初級(jí)繞組的匝數(shù)相同或不同，各次級(jí)繞組的匝數(shù)相同或不同。
[0012]進(jìn)一步地，各初級(jí)變換電路還包可以括:
[0013]二極管，所述二極管的正極與所述直流電壓源的正極連接，所述二極管的負(fù)極與所述初級(jí)繞組的一端連接；
[0014]功率管，所述功率管的第一端子與所述初級(jí)繞組的另一端連接；
[0015]驅(qū)動(dòng)變壓器，所述驅(qū)動(dòng)變壓器的一端與所述功率管的第二端子連接，所述驅(qū)動(dòng)變壓器的另一端與所述控制電路電連接，用于將所述控制電路與所述功率管隔離；
[0016]電流互感器，所述電流互感器的連接在所述功率管的第三端子與所述直流電壓源的負(fù)極之間，所述電流互感器的輸出端與所述控制電路電連接，用于獲取所述初級(jí)變換電路的采樣電流值，并將所述采樣電流值輸送給所述控制電路；
[0017]所述控制電路具體用于根據(jù)所述采樣電流值對(duì)所述功率管進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
[0018]進(jìn)一步地，各次級(jí)變換輸出供電電路還可以包括:
[0019]整流二極管，所述整流二極管的正極與所述次級(jí)繞組的一端連接；
[0020]整流電容，所述整流電容的正極連接在所述整流二極管的負(fù)極與所述次級(jí)變換輸出供電電路的第一輸出端之間的第一連接點(diǎn)處；所述整流電容的負(fù)極連接在所述次級(jí)繞組的另一端與所述次級(jí)變換輸出供電電路的第二輸出端之間的第二連接點(diǎn)處。
[0021]進(jìn)一步地，所述功率管為三極管，對(duì)應(yīng)的，所述第一端子為集電極，所述第二端子為基極，所述第三端子為發(fā)射極；或，所述功率管為MOS管，對(duì)應(yīng)的，所述第一端子為漏極，所述第二端子為柵極，所述第三端子為源極。
[0022]本實(shí)用新型輔助電源電路，通過(guò)至少兩個(gè)初級(jí)變換電路將不同的輸入直流電壓源，經(jīng)過(guò)一個(gè)主功率變換反激變壓器，一個(gè)次級(jí)變換輸出供電電路輸出提供給設(shè)備內(nèi)部的信號(hào)控制電路供電的直流電，在對(duì)各初級(jí)變換電路進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中，使用一個(gè)控制電路完成對(duì)各初級(jí)變換電路控制，本實(shí)用新型提供的輔助電源電路電路簡(jiǎn)單、所使用的器件數(shù)量較少，從而有效的節(jié)約了輔助電源電路的成本，并且，本實(shí)用新型提供的輔助電源電路的各初級(jí)變換電路功率均分，均流效果好。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本實(shí)用新型輔助電源電路實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型輔助電源電路實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0027]圖1為本實(shí)用新型輔助電源電路實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的輔助電源電路可以包括:至少兩個(gè)初級(jí)變換電路10、至少一個(gè)次級(jí)變換輸出供電電路20、一個(gè)主功率變換反激變壓器30和一個(gè)控制電路40。
[0028]其中，初級(jí)變換電路10包括一個(gè)初級(jí)繞組，以及一個(gè)直流電壓源。各個(gè)初級(jí)變換電路10中的直流電壓源不同，各直流電壓源的電壓值可以相同也可以不同。初級(jí)變換電路的個(gè)數(shù)由輸入直流電壓源的個(gè)數(shù)決定，例如初級(jí)變換電路的個(gè)數(shù)可以為2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)等。次級(jí)變換輸出供電電路20包括一個(gè)次級(jí)繞組。主功率變換反激變壓器30由各初級(jí)變換電路10中的各初級(jí)繞組和各次級(jí)變換輸出供電電路20中的各次級(jí)繞組組成?？刂齐娐?0分別與各初級(jí)變換電路10電連接，用于對(duì)各初級(jí)變換電路10進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
[0029]本實(shí)施例提供的輔助電源電路通過(guò)至少兩個(gè)初級(jí)變換電路將不同的輸入直流電壓源，經(jīng)過(guò)一個(gè)主功率變換反激變壓器，一個(gè)次級(jí)變換輸出供電電路輸出提供給設(shè)備內(nèi)部的信號(hào)控制電路供電的直流電，在對(duì)各初級(jí)變換電路進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中，使用一個(gè)控制電路完成對(duì)各初級(jí)變換電路控制，本實(shí)施例提供的輔助電源電路電路簡(jiǎn)單、所使用的器件數(shù)量較少，從而有效的節(jié)約了輔助電源電路的成本，并且，本實(shí)施例提供的輔助電源電路的各初級(jí)變換電路功率均分，均流效果好。
[0030]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型各實(shí)施例所提供的輔助電源電路具體可以應(yīng)用于多路直流電壓源輸入共用的輔助電源電路，例如，使用三電平逆變器電路的輸入電壓作為直流電壓源輸入時(shí)，由于三電平逆變器是雙電源供電，所以此時(shí)，本實(shí)用新型的輔助電源電路可以設(shè)置兩個(gè)初級(jí)變換電路；又如，在使用UPS中升壓電路(boost電路)的輸入電壓和輸出電壓作為直流電壓源的輸入時(shí)，本實(shí)用新型的輔助電源電路可以設(shè)置四個(gè)初級(jí)變換電路。初級(jí)變換電路的個(gè)數(shù)可以根據(jù)需求進(jìn)行靈活設(shè)置。
[0031]圖2為本實(shí)用新型輔助電源電路實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在圖1所示實(shí)施例一的輔助電源電路的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，初級(jí)變換電路10還可以包括:二極管、功率管、驅(qū)動(dòng)變壓器和電流互感器，圖2所示的輔助電源電路是在圖1所示實(shí)施例一的基礎(chǔ)上以3個(gè)初級(jí)變換電路作舉例說(shuō)明，第一初級(jí)變換電路包括:直流電壓源E1、二極管D3、初級(jí)繞組T1A、功率管Q1、電流互感器TCl以及驅(qū)動(dòng)變壓器TVl，第二初級(jí)變換電路包括:直流電壓源E2、二極管D4、初級(jí)繞組T1B、功率管Q2、電流互感器TC2以及驅(qū)動(dòng)變壓器TV2，第三初級(jí)變換電路包括:直流電壓源E3、二極管D5、初級(jí)繞組T1C、功率管Q3、初級(jí)繞組T1C、功率管Q3、電流互感器TC3以及驅(qū)動(dòng)變壓器TV3，其中第一初級(jí)變換電路、第二初級(jí)變換電路和第三初級(jí)變換電路共用一個(gè)控制電路，對(duì)各初級(jí)變換電路進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，第一初級(jí)變換電路中的初級(jí)繞組T1A、第二初級(jí)變換電路中的初級(jí)繞組TlB以及第三初級(jí)變換電路中的初級(jí)繞組TlC由一個(gè)主功率反激變壓器30提供。其中，初級(jí)繞組T1A、初級(jí)繞組TlB以及初級(jí)繞組TlC的匝數(shù)可以相同也可以不同，可以根據(jù)實(shí)際需求靈活設(shè)置。
[0032]第一初級(jí)變換電路中各器件之間的連接關(guān)系具體為，直流電壓源El的正極與二極管D3的正極連接，二極管D3的負(fù)極與初級(jí)繞組TlA的端點(diǎn)a連接，功率管Ql的第一端子與初級(jí)繞組TlA的端點(diǎn)b連接，功率管Ql的第二端子與驅(qū)動(dòng)變壓器TVl的一端連接，驅(qū)動(dòng)變壓器TVl的另一端與控制電路電連接，用于將控制電路40與功率管Ql進(jìn)行隔離，從而當(dāng)輔助電源電路發(fā)生故障時(shí)防止高電壓損壞控制電路40，電流互感器TCl連接在功率管Ql的第三端子與直流電壓源El的負(fù)極之間，電流互感器TCl的輸出端與控制電路40電連接，用于獲取第一初級(jí)變換電路的采樣電流值11，并將該采樣電流值11輸送給控制電路40，控制電路40的輸出端與驅(qū)動(dòng)變壓器連接，用于根據(jù)采樣電流值對(duì)功率管Ql進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。其中，功率管Ql、Q2和Q3可以為三極管，對(duì)應(yīng)的第一端子為集電極，第二端子為基極，第三端子為發(fā)射極。功率管Ql、Q2和Q3也可以為MOS管，對(duì)應(yīng)的第一端子為漏極，第二端子為柵極，第三端子為源極。
[0033]各初級(jí)變換電路中各器件之間的連接關(guān)系，這里以第一初級(jí)變換電路作舉例說(shuō)明，圖2所示的輔助電源電路的第二初級(jí)變換電路和第三初級(jí)變換電路中各器件之間的連接關(guān)系與第一初級(jí)變換電路相同，此處不再贅述，需要說(shuō)明的是，第二初級(jí)變換電路中的電流互感器TC2獲取的采樣電流值為12，第三初級(jí)變換電路中的電流互感器TC3獲取的采樣電流值為13，第一初級(jí)變換電路、第二初級(jí)變換電路以及第三初級(jí)變換電路共用一個(gè)控制電路40，控制電路40獲取各初級(jí)變換電路的采樣電流值，即將采樣電流值I1、12和13作為輸入，產(chǎn)生相應(yīng)控制信息通過(guò)各驅(qū)動(dòng)變壓器輸送給各初級(jí)變換電路中的各功率管，對(duì)各功率管進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
[0034]次級(jí)變換輸出供電電路的個(gè)數(shù)可以根據(jù)需求靈活設(shè)置，即當(dāng)需要給一個(gè)信號(hào)控制電路供電時(shí)，則可以設(shè)置一個(gè)次級(jí)變換輸出供電電路，需要給多個(gè)信號(hào)控制電路供電時(shí)，則可以設(shè)置多個(gè)次級(jí)變換輸出供電電路。
[0035]次級(jí)變換輸出供電電路A包括一個(gè)次級(jí)繞組T1D、一個(gè)整流二極管Dl和一個(gè)整流電容Cl，其中，整流二極管Dl的正極與次級(jí)繞組TlD的一端端點(diǎn)C連接，整流電容Cl的正極連接在整流二極管Dl的負(fù)極與第一輸出端e之間的第一連接點(diǎn)處，整流電容Cl的負(fù)極連接在次級(jí)繞組TlD的另一端端點(diǎn)d與第二輸出端f之間的第二連接點(diǎn)處。
[0036]需要說(shuō)明的是主功率反激變壓器30中第一初級(jí)變換電路中的初級(jí)繞組TlA的端點(diǎn)b和次級(jí)變換輸出供電電路A中的次級(jí)繞組TlD的端點(diǎn)c為同名端。
[0037]進(jìn)一步地，如果還需要一路輸出供電，則可以設(shè)置如圖2中次級(jí)變換輸出供電電路B，該次級(jí)變換輸出供電電路B中所包含的器件及各器件之間的連接關(guān)系均與次級(jí)變換輸出供電電路A相同，需要說(shuō)明的是，次級(jí)變換輸出供電電路B中的次級(jí)繞組TlE的匝數(shù)可以與TlD的匝數(shù)相同，也可以不同，可以根據(jù)供電需求靈活設(shè)置。
[0038]本實(shí)施例提供的輔助電源電路通過(guò)三個(gè)初級(jí)變換電路將不同的輸入直流電壓源，經(jīng)過(guò)一個(gè)主功率變換反激變壓器，兩個(gè)次級(jí)變換輸出供電電路輸出提供給設(shè)備內(nèi)部的信號(hào)控制電路供電的直流電，在對(duì)各初級(jí)變換電路中的各功率管進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制過(guò)程中，使用一個(gè)控制電路完成對(duì)各初級(jí)變換電路控制，并且使用驅(qū)動(dòng)變壓器將控制電路與各功率管進(jìn)行隔離，本實(shí)施提供的輔助電源電路電路簡(jiǎn)單、所使用的器件數(shù)量較少，從而有效的節(jié)約了輔助電源電路的成本，并且，由于多路輸入直流電壓源使用一個(gè)主功率變換反激變壓器，所以輔助電源電路各初級(jí)變換電路功率均分，均流效果好，驅(qū)動(dòng)變壓器的使用可以有效起到隔離作用，防止控制電路的損壞。
[0039]以圖2所示的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，下面對(duì)輔助電源電路的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明:不同的輸入直流電壓源(E1、E2、E3)分別接入不同的初級(jí)變換電路，即各初級(jí)變換電路中均包括一個(gè)輸入直流電壓源，各輸入直流電壓源的電壓值可以相同也可以不同，初級(jí)變換電路中的初級(jí)繞組T1A、TIB、TlC,和次級(jí)變換輸出供電電路中的次級(jí)繞組T1D、TIE,均由一個(gè)主功率變換反激變壓器Tl提供，各初級(jí)變換電路中的功率管(Q1、Q2、Q3)導(dǎo)通時(shí)，主功率變換反激變壓器Tl存儲(chǔ)能量，各初級(jí)變換電路中的功率管(Q1、Q2、Q3)關(guān)斷時(shí)，主功率變換反激變壓器Tl傳遞能量，次級(jí)變換輸出供電電路的二極管Dl和D2完成整流過(guò)程，從次級(jí)變換輸出供電電路輸出需要的高質(zhì)量直流電壓，可以通過(guò)設(shè)置主功率變換反激變壓器Tl的次級(jí)繞組TlD和TlE的匝數(shù)實(shí)現(xiàn)輸出需要大小的直流電壓。在輔助電源電路工作過(guò)程中，各初級(jí)變換電路中的電路互感器用于獲取各初級(jí)變換電路中的采樣電流值，并將獲取的采樣電流值作為控制電路的輸入，控制電路根據(jù)各采樣電流值對(duì)功率管進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，進(jìn)而保護(hù)各功率管，在控制電路與功率管之間還連接有驅(qū)動(dòng)變壓器，用于進(jìn)行高低壓隔離防止高電壓損壞控制電路。由于各初級(jí)變換電路之間會(huì)出現(xiàn)互感現(xiàn)象，為防止各初級(jí)變換電路之間環(huán)流，使用二極管D3、D4、D5防止出現(xiàn)環(huán)流現(xiàn)象。
[0040]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輔助電源電路，其特征在于，包括: 至少兩個(gè)初級(jí)變換電路，各初級(jí)變換電路均包括一初級(jí)繞組，以及一直流電壓源； 至少一個(gè)次級(jí)變換輸出供電電路，各次級(jí)變換輸出供電電路均包括一次級(jí)繞組； 主功率變換反激變壓器，所述主功率變換反激變壓器由各初級(jí)變換電路中的各初級(jí)繞組以及各次級(jí)變換輸出供電電路中的各次級(jí)繞組組成； 控制電路，分別與各初級(jí)變換電路電連接，用于對(duì)各初級(jí)變換電路進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，各初級(jí)繞組的匝數(shù)相同或不同，各次級(jí)繞組的匝數(shù)相同或不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路，其特征在于，各初級(jí)變換電路還包括: 二極管，所述二極管的正極與所述直流電壓源的正極連接，所述二極管的負(fù)極與所述初級(jí)繞組的一端連接； 功率管，所述功率管的第一端子與所述初級(jí)繞組的另一端連接； 驅(qū)動(dòng)變壓器，所述驅(qū)動(dòng)變壓器的一端與所述功率管的第二端子連接，所述驅(qū)動(dòng)變壓器的另一端與所述控制電路電連接，用于將所述控制電路與所述功率管隔離； 電流互感器，所述電流互感器的連接在所述功率管的第三端子與所述直流電壓源的負(fù)極之間，所述電流互感器的輸出端與所述控制電路電連接，用于獲取所述初級(jí)變換電路的采樣電流值，并將所述采樣電流值輸送給所述控制電路； 所述控制電路具體用于根據(jù)所述采樣電流值對(duì)所述功率管進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路，其特征在于，各次級(jí)變換輸出供電電路還包括: 整流二極管，所述整流二極管的正極與所述次級(jí)繞組的一端連接； 整流電容，所述整流電容的正極連接在所述整流二極管的負(fù)極與所述次級(jí)變換輸出供電電路的第一輸出端之間的第一連接點(diǎn)處；所述整流電容的負(fù)極連接在所述次級(jí)繞組的另一端與所述次級(jí)變換輸出供電電路的第二輸出端之間的第二連接點(diǎn)處。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述功率管為三極管，對(duì)應(yīng)的，所述第一端子為集電極，所述第二端子為基極，所述第三端子為發(fā)射極； 或，所述功率管為MOS管，對(duì)應(yīng)的，所述第一端子為漏極，所述第二端子為柵極，所述第三端子為源極。
【文檔編號(hào)】H02M3/28GK204013230SQ201420395125
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】陳冀生, 王建廷, 程亮, 仇雷, 康海震 申請(qǐng)人:河北先控捷聯(lián)電源設(shè)備有限公司