一種基于三電平直流母線的dc-dc開關(guān)電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電子領(lǐng)域，涉及一種開關(guān)電源系統(tǒng)，具體涉及一種基于三電平直流母線的DC-DC開關(guān)電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]多電平逆變器的研宄和應(yīng)用是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的最新發(fā)展方向之一，也是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新興變流技術(shù)，三電平逆變器作為多電平逆變器的一種，其具有更加簡(jiǎn)單的電路拓?fù)浼翱刂扑惴?，良好的輸出特性，現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于變頻器、有緣電力濾波器(APF)、太陽(yáng)能光伏逆變器等領(lǐng)域，成為當(dāng)前最炙手可熱的逆變技術(shù)。三電平逆變器的控制器離不開低壓電源，因此高效的開關(guān)電源是三電平逆變器所必須的。
[0003]傳統(tǒng)開關(guān)電源為基于兩電平直流母線技術(shù)，其輸入要么直接為逆變器直流母線正、負(fù)極，或者是低壓交流電源經(jīng)整流后得到的直流電源，這兩種模式前一種模式受母線電壓等級(jí)的影響，開關(guān)電源中各元件的耐壓等級(jí)要求較高，且電應(yīng)力大；后一種模式雖然解決了母線電壓過(guò)高所帶來(lái)的不利影響，但其對(duì)輸入交流電源的要求導(dǎo)致其在實(shí)際使用中的不便，并且功率密度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種基于三電平直流母線的DC-DC開關(guān)電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)的功率密度高，并且母線電壓低。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的基于三電平直流母線的DC-DC開關(guān)電源系統(tǒng)包括三電平直流母線、第一級(jí)開關(guān)電源、第二級(jí)開關(guān)電源、第一輸出端及第二輸出端；
[0006]所述三電平直流母線與第一級(jí)開關(guān)電源的輸入端相連接，第一級(jí)開關(guān)電源的輸出端與第一輸出端及第二級(jí)開關(guān)電源的輸入端相連接，第二級(jí)開關(guān)電源的輸出端與第二輸出端相連接。
[0007]所述第一級(jí)開關(guān)電源包括第一電源軟起電路、第一控制器UC2845電路、MOS管驅(qū)動(dòng)電路、脈沖變壓器Tl電路、用于檢測(cè)三電平直流母線上電流信息的第一電流檢測(cè)電路、以及用于檢測(cè)第一輸出端電壓信息的第一輸出電壓反饋電路；
[0008]三電平直流母線與脈沖變壓器Tl電路的輸入端相連接，所述第一電源軟起電路與第一控制器UC2845電路相連接，第一控制器UC2845電路的輸出端通過(guò)MOS管驅(qū)動(dòng)電路與脈沖變壓器Tl電路的控制端相連接，脈沖變壓器Tl電路的輸出端與第一輸出端及第二級(jí)開關(guān)電源的輸入端相連接；
[0009]所述第一電流檢測(cè)電路的輸出端及第一輸出電壓反饋電路的輸出端均與第一控制器UC2845電路的控制端相連接。
[0010]所述第二級(jí)開關(guān)電源包括第二電源軟起電路、第二控制器UC2845電路、脈沖變壓器T4電路、用于檢測(cè)第二級(jí)開關(guān)電源輸人端的電流信息的第二電流檢測(cè)電路、以及用于檢測(cè)第二輸出端的電壓信息的第二輸出電壓反饋電路；
[0011]第一輸出端通過(guò)分壓電阻與第二控制器UC2845電路的電源輸入端相連接，第二電源軟起電路與第二控制器UC2845電路的參考電壓輸出端相連接，第二電流檢測(cè)電路的輸出端及第二輸出電壓反饋電路的輸出端均與第二控制器UC2845電路的輸入端相連接，第二控制器UC2845電路的輸出端與脈沖變壓器T4電路的控制端相連接，脈沖變壓器T4電路的輸出端與第二輸出端相連接。
[0012]所述MOS管驅(qū)動(dòng)電路包括第一變壓器、第一驅(qū)動(dòng)電路及第二驅(qū)動(dòng)電路；
[0013]所述控制器UC2845電路的輸出端與第一變壓器的原邊繞組相連接，第一變壓器的兩個(gè)副邊繞組分別與第一驅(qū)動(dòng)電路的輸入端及第二驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連接，第一驅(qū)動(dòng)電路的輸出端及第二驅(qū)動(dòng)電路的輸出端分別與脈沖變壓器Tl電路的中第二變壓器的兩個(gè)原邊繞組相連接。
[0014]所述第一驅(qū)動(dòng)電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻及第四電阻、第一二極管、第二二極管、第一電容、第一三極管及第一 MOS管；
[0015]第一變壓器中第一個(gè)副邊繞組的一端與第一三極管的集電極、第二電阻R106的一端、第一電容的一端及第一 MOS管的漏極相連接，第一變壓器中第一個(gè)副邊繞組的另一端與第一二極管的陽(yáng)極及第一電阻的一端相連接，第一電阻的另一端與第一三極管的基極相連接，第一二極管的陰極經(jīng)第三電阻與第一三極管的發(fā)射極、第二二極管的陽(yáng)極及第四電阻的一端相連接，第二電阻的另一端及第二二極管的陰極與第一 MOS管的柵極相連接，第四電阻的另一端與第一電容的另一端相連接，第一 MOS管的另一端與脈沖變壓器電路中第二變壓器上的第一個(gè)原邊繞組相連接。
[0016]所述第二驅(qū)動(dòng)電路包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第二三極管、第三二極管、第四二極管、第二電容、第二 MOS管；
[0017]第一變壓器中第二個(gè)副邊繞組的一端與第二三極管的集電極、第八電阻的一端、第二電容的一端及第二 MOS管的漏極相連接，第一變壓器中第二個(gè)副邊繞組的另一端與第五電阻的一端、第三二極管的陽(yáng)極相連接，第五電阻的另一端與第二三極管的基極相連接，第三二極管的陰極經(jīng)第六電阻與第二三極管的發(fā)射極、第四二極管的陽(yáng)極及第七電阻的一端相連接，第四二極管的陰極與第八電阻的另一端及第二 MOS管的柵極相連接，第七電阻的另一端與第二電容的另一端相連接，第二MOS管的源極與脈沖變壓器Tl電路中第二變壓器上第二個(gè)原邊繞組相連接。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]本發(fā)明所述的基于三電平直流母線的DC-DC開關(guān)電源系統(tǒng)采用三電平直流母線提供電能，使用范圍較廣，并且第一級(jí)開關(guān)電源I的輸入端直接與三電平直流母線相連接，通過(guò)第一級(jí)開關(guān)電源I及第二級(jí)開關(guān)電源2進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，從而降低第一級(jí)開關(guān)電源及第二級(jí)開關(guān)電源上各元件的電壓，并且開關(guān)電源系統(tǒng)的功率密度得到大幅的提高。第一輸出端及第二輸出端均可作為用戶直接使用的電源，大大縮小了電源的體積，并將輸出電源紋波大幅減小，電源紋波只有±50mV。
[0020]進(jìn)一步，所述第一級(jí)開關(guān)電源包括第一電源軟起電路、第一控制器UC2845電路、MOS管驅(qū)動(dòng)電路、脈沖變壓器Tl電路、第一電流檢測(cè)電路以及第一輸出電壓反饋電路，第一控制器UC2845電路的PWM控制信號(hào)通過(guò)MOS管驅(qū)動(dòng)電路控制脈沖變壓器Tl電路，使輸入進(jìn)來(lái)的三電平直流母線電壓進(jìn)行變換，通過(guò)第一電源軟起電路有效避免第一控制器UV2845電路輸出的PWM控制信號(hào)在上電瞬間的占空比過(guò)大，防止沖擊；
[0021]進(jìn)一步，所述第二級(jí)開關(guān)電源包括第二電源軟起電路及二控制器UV2845電路，有效的避免第二控制器UV2845電路輸出的PWM控制信號(hào)在上電瞬間的占空比過(guò)大，防止沖擊。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明中第一級(jí)開關(guān)電源I的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明中第二級(jí)開關(guān)電源2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明中第一電源軟起電路11的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明中第一控制器UC2845電路12的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明中MOS管驅(qū)動(dòng)電路13的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7為本發(fā)明中第一電流檢測(cè)電路14的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明中脈沖變壓器Tl電路15的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖9為本發(fā)明中第一輸出電壓反饋電路16的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖10為本發(fā)明中第二電源軟起電路21的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖11為本發(fā)明中第二控制器UC2845電路22的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖12為本發(fā)明中第二電流檢測(cè)電路23的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖13為本發(fā)明中脈沖電壓器T4電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖14為本發(fā)明中第二輸出電壓反饋電路25的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖15為本