发布时间:2025-08-18 22:03:41 | 作者: ob体育app
本实用新型涉及领域,更具体地说,涉及一种联合作用的双管正激电路和多变压器串并联电路。
随着我国泛在电力物联网概念的提出以及项目进程的推进,智慧能源的建设与改造正在有序进行,而配电自动化远动终端dtu作为配电环节的重要组成部分其智能程度慢慢的升高,配置的监测和保护设施慢慢的变多,导致终端负载越来越大。
配电自动化远动终端dtu配套电池充电式开关电源的稳态负载为15-30w,瞬时负载为600-700w,随着配置的设备慢慢的变多,负载也随之增加了很多,目前已经有电网公司提出配电自动化远动终端dtu配套电池充电式开关电源的稳态负载为250-300w,瞬时负载为900-1000w,由于配置的设备慢慢的变多,一个装置发生故障都可能会导致整个电源供电系统出现一些明显的异常问题,所以对电源的可靠性也提出了更高的要求。随着物联网建设快速推进,往往标准一经发布就需要产品使用,对电源的开发周期提出了极为严格的要求,所以安全可靠和开发周期短的方案尤为重要。
由于这些要求是近些年才有的新标准,具有一定的市场价值,值得研究和推广,应用方案也很多。目前行业内主要是采用pfc+llc的控制方案。此种方案能够完全满足功率等级的需求,但也存在一定局限性,如pfc+llc的方案设计复杂、成本高、控制芯片不适合用在输入电压过高的场合。
本实用新型要解决的技术问题就在于,针对现存技术设计复杂、成本高、控制芯片不适合用在输入电压过高的场合缺陷,提供一种联合作用的双管正激电路和多变压器串并联电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种与多变压器串并联电路联合作用的双管正激电路,所述双管正激电路中包括:
一端连接到第一功率mos管q1的管脚2,另一端分别连接到第二二极管d2的正极端、第二功率mos管q2的管脚3的第四电容c;其中:
第一功率mos管q1的管脚2通过第一二极管d1、以及第二功率mos管q2的管脚2,均连接到多变压器串并联电路中的第一变压器t1;
第二二极管d2的负极端一方面连接到第一功率mos管q1的管脚3,另一方面连接到多变压器串并联电路中的第二变压器t2;
输入供电后,在pwm调制驱动下功率mos管q1和q2同时导通,当前通过采用双管正激拓扑,使功率mos管q1和q2承受的最高电压等于输入电压;且,当前的输入电压将叠加到第一变压器t1的第一输入绕组np1,以及第二变压器t2的第二输入绕组np2,使得上述两个输入绕组各自承受一半的输入电压。
本发明公开得一种与上述双管正激电路联合作用的多变压器串并联电路,所述多变压器串并联电路中包括:
连接到双管正激电路的第一功率mos管q1和第二功率mos管q2的第一变压器t1;
第一变压器t1和第二变压器t2之间,第一输入绕组np1的管脚2连接到第二输入绕组np2的管脚3,构成原边串联;
第一变压器t1和第二变压器t2之间,第一输出绕组ns1的管脚7和8、以及第二输出绕组ns2的管脚5和6分别连接到第三电容c3和第三二极管d3,构成次边并联;
第二输入绕组np2的管脚4一方面连接到第一功率mos管q1的管脚3,另一方面连接到双管正激电路中第二二极管d2的负极端,且,第二二极管d2的正极端连接到第四电容c;
第一输入绕组np1的管脚1一方面连接到双管正激电路中第二功率mos管q2的管脚2,另一方面连接到双管正激电路中第一二极管d1的正极端,且,第一二极管d1的负极端连接到第一功率mos管q1的管脚2;
在功率mos管q1和q2同时导通时,输入电流经第一功率mos管q1、第二输入绕组np2的管脚4至管脚3、第一输入绕组np1的管脚2至管脚1,以及第二功率mos管q2形成通路,通过变压器的电磁感应将能量传递到第一变压器t1的第一输出绕组ns1,和第二变压器t2的第二输出绕组ns2上,使得上述两个输出绕组ns1和ns2各承受一半的输出电流。
在本实用新型所述的一种联合作用的双管正激电路和多变压器串并联电路中,采用两只结构和参数一模一样的变压器组成特定的原边串联和次边并联的方案,使变压器满足输出大流的能力,以及满足两只变压器输出电流均衡和发热均衡。
实施本实用新型的一种联合作用的双管正激电路和多变压器串并联电路,通过采用双管正激拓扑,使功率管承受的最高电压等于输入电压,从而大幅度的降低了功率管的电压应力,很容易满足国网检测输入440vac电压的要求;此种方案设计简单、成本较低、可靠性高、开发周期短,拥有非常良好的竞争优势,适宜在行业内大面积推广。
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
请参考图1-图2,其分别为本发明公开的一种联合作用的双管正激电路和多变压器串并联电路的电路图,及系统结构图。
从图2可知,从系统结构层面,上述的联合作用电路共包括两个部分,分别为双管正激1与变压器2;双管正激1的电路图可参考图1,具体的:
一种与多变压器串并联电路联合作用的双管正激电路1,所述双管正激电路1中包括:
一端连接到第一功率mos管q1的管脚2,另一端分别连接到第二二极管d2的正极端、第二功率mos管q2的管脚3的第四电容c;其中:
第一功率mos管q1的管脚2通过第一二极管d1、第二功率mos管q2的管脚2,均连接到多变压器串并联电路中的第一变压器t1;
第二二极管d2的负极端一方面连接到第一功率mos管q1的管脚3,另一方面连接到多变压器串并联电路中的第二变压器t2;
输入供电后,在pwm调制驱动下功率mos管q1和q2同时导通,通过双管正激拓扑,使功率mos管q1和q2承受的最高电压等于输入电压;且,当前的输入电压将叠加到第一变压器t1的第一输入绕组np1,以及第二变压器t2的第二输入绕组np2,使得上述两个输入绕组各自承受一半的输入电压。
所述双管正激电路1中,所述第一功率mos管q1的管脚2还通过第一电容c1连接到第一电阻r1;第一电阻r1的另一端分别连接到第一功率mos管q1的管脚3,以及第二二极管d2的负极端。
所述双管正激电路1中,第二功率mos管q2的管脚2通过第二电容c2连接到第二电阻r2;第二电阻r2的另一端分别连接到第二功率mos管q2的管脚3,以及第二二极管d2的正极端。
请参考图1,本实施例公开的一种与上述的双管正激电路联合作用的多变压器串并联电路2,所述多变压器串并联电路2中包括:
连接到双管正激电路1的第一功率mos管q1和第二功率mos管q2的第一变压器t1;以及连接到双管正激电路1的第二二极管d2的第二变压器t2;
第一变压器t1和第二变压器t2之间,第一输入绕组np1的管脚2连接到第二输入绕组np2的管脚3,构成原边串联;
第一变压器t1和第二变压器t2之间,第一输出绕组ns1的管脚7和8、以及第二输出绕组ns2的管脚5和6分别连接到第三电容c3和第三二极管d3,从而构成次边并联。
第二输入绕组np2的管脚4一方面连接到第一功率mos管q1的管脚3,另一方面连接到双管正激电路中第二二极管d2的负极端,且,第二二极管d2的正极端连接到第四电容c;
第一输入绕组np1的管脚1一方面连接到双管正激电路中第二功率mos管q2的管脚2,另一方面连接到双管正激电路中第一二极管d1的正极端,且,第一二极管d1的负极端连接到第一功率mos管q1的管脚2;
第一输出绕组ns1的管脚8一方面连接到第三二极管d3的正极端,另一方面连接到第二输出绕组ns2的管脚6;所述第三二极管d3的负极端连接到续流电感l1,而,所述续流电感l1的另一端连接到第三电容c3。
由于在输入供电后,在控制电路的pwm调制驱动下功率mos管q1和q2同时导通和关断;
然而,在功率mos管q1和q2同时导通时,输入电流经第一功率mos管q1、第二输入绕组np2的管脚4至管脚3、第一输入绕组np1的管脚2至管脚1,以及第二功率mos管q2形成通路,通过变压器的电磁感应将能量传递到第一变压器t1的第一输出绕组ns1,和第二变压器t2的第二输出绕组ns2上,使得上述两个输出绕组ns1和ns2各承受一半的输出电流;其中:
输出电流的流经通路具体为:输出电流经第一输出绕组ns1的管脚7至管脚8和第二输出绕组ns2的管脚5至管脚6、第三二极管d3、续流电感l1和第三电容c3形成通路。
在控制电路的pwm调制驱动下,功率mos管q1和q2同时关断时,变压器t1和t2的两个输入绕组np1和np2根据楞次定律需要继续维持原有磁通的减小,此时变压器绕组的电流输入路径维持q1和q2导通时的状态,其中,电流输入路径具体为:
变压器绕组的电流经第二输入绕组np2的管脚4至3和第一输入绕组np1的管脚2至1脚流出,经过第一二极管d1、电容c、第二二极管d2再流入输入绕组np1和np2,这样就确保了在mos管q1和q2同时关断时变压器可以通过二极管d1、d2实现磁复位,并将功率mos管q1和q2的峰值电压钳位在输入电压。
一般在变压器的输出端加一个电感器,其用于能量的储存和传递作用,这个电感就叫做续流电感。本实施例考虑在变压器磁复位的过程中,不能继续为负载传递能量的缺陷,当前考虑通过续流电感l1释放储存能量,来继续为负载供电。
当功率mos管q1和q2同时导通时,变压器t1和t2的输出绕组ns1和ns2是并联关系,所以两个输出绕组ns1和ns2的电压是相等的,根据法拉第电磁感应定律可知变压器t1和t2的原边输入绕组电压也是相等的。在实施例中变压器t1和t2的结构和参数一模一样,若忽略离散性参数,那么变压器t1和t2的输入绕组电压和电流以及输出绕组电压和电流几乎相等,正常使用中可确保了两个变压器输出能量的一致性。
第三电容c3的另一端还连接到第四二极管d4的正极端,而,所述第四二极管d4的负极端连接到续流电感l1。
本实用新型的公开的一种联合作用的双管正激电路和多变压器串并联电路,通过采用双管正激拓扑,使功率管承受的最高电压等于输入电压,从而大幅度的降低了功率管的电压应力,很容易满足国网检测输入440vac电压的要求;此种方案设计简单、成本较低、可靠性高、开发周期短,拥有非常良好的竞争优势,适宜在行业内大面积推广。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述,但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本实用新型的保护之内。