[发明专利]低阻抗双端交替输出PWM控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种PWM控制电路，属于电源转换技术领域。

背景技术

近年来，光伏发电、风力发电、蓄电池供电等交流低压、直流低压供电的可再生新能源系统被广泛使用，提高低压新能源供电系统的供电效率、供电质量、供电可靠性势在必行。

目前本领域公知电源转换基本采用：

1、交流（AC）输入，采用全波整流器把输入交流（AC）电源整流为直流（DC）电源,再进行DC/DC转换为直流（DC）输出。此种方案解决了较高输入电压交流电源和小功率电源的转换问题。但在低电压交流电源输入和大功率电源转换时，因为AC/DC整流电路的电压降较高，而产生很高的功耗，使电源转换器转换效率很低。

2、直流（DC）输入，直接进行DC/DC转换为直流（DC）输出。此种方案解决了固定设备供电问题。但使用可靠性较低，尤其是在移动性设备，经常需要重新连接输入电源的设备，一旦出现电源极性接反的情况，就会产生输入短路事故。因此一些要求可靠性较高的设备，在转换器输入端加入直流定向整流电路。在低电压直电源输入和大功率电源转换时，因为直流识别定向整流电路的电压降较高，而产生很高的功耗，使电源转换器转换效率很低。

3、为了提高低压供电效率、降低线路电流一般采用升压式（BOOST）直流（DC）供电方式。升压式（BOOST）直流（DC）供电当输出产生短路故障，输出电压低于输入电压时BOOST电路功能失效，输入电源直接对负载短路，大电流（大功率）系统短路保护控制难度很大。

以常规整流（识别定向）电路在输入为低压新能源电源为例进行说明，输入电压Ui=10V(AC、DC），输入电流Ii=20A，输入功率Pi=10×20=200W，整流（识别定向）电路压降Ud=2V，整流（识别定向）电路耗为：Pd=2×20=40W，输出功率Po=200-40=160W，其整流（识别定向）效率为：E=160/200=0.8，由此可见常规整流（识别定向）电路在输入为低压新能源电源时，功耗很大，效率很低。

发明内容

本发明提供一种低阻抗双端交替输出PWM控制电路，主要解决了现有低压新能源电源转换器功耗高、效率低、可靠性差的问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

该低阻抗双端交替输出PWM控制电路，包括VMOS开关电路和调宽式脉冲控制电路，VMOS开关电路的输入端通过续流电感与输入电源的输出端连接，VMOS开关电路的输出端依次通过反向隔离电路、储能滤波电路和输出保护电路与负载连接，所述VMOS开关电路的输入端还与VMOS开关驱动电路的输出端连接，所述调宽式脉冲控制电路的输出端通过驱动信号合成电路与VMOS开关驱动电路的输入端连接，调宽式脉冲控制电路的输入端通过输入电流采样电路与输入电源的输出端连接，驱动信号合成电路的输入端还通过续流电压采样电路与VMOS开关电路的输出端连接；所述调宽式脉冲控制电路的输入端还通过输出电流采样电路与储能滤波电路的输出端连接；所述调宽式脉冲控制电路、驱动信号合成电路、VMOS开关驱动电路和续流电压采样电路组成控制电路；

所述调宽式脉冲控制电路为反激式控制的PWM控制器，PWM控制器的两个输出端Ao、Bo分别接至驱动信号合成电路的一组输入端；所述反向隔离电路采用共阴极二极管；

所述输出保护电路包括基准电压源、比较器A、比较器B、三极管N1和稳压管Z5；该输出安全控制电路的输入端接BOOST直流输出电压，输出端接负载，所述输入端和输出端所在的主回路上串联设置有VMOS管M5和限流电阻R24，其中，VMOS管M5的基极经三极管N1接至所述输出端的负端，三极管N1的基极接至所述基准电压源；所述输出端并联有一个滤波电容和一个反馈支路，该反馈支路上依次串联有分压电阻R14和RC电路；

比较器A的正相输入端接入该反馈支路，经分压电阻R14接至所述输出端的正端，比较器A的负相输入端接基准电压，比较器A的输出端依次经串联的电阻R13、电阻R27、电阻R22接至所述输入端的负端；

比较器B的正相输入端接入电阻R13、电阻R27和电阻R22所在的串联支路，其接入节点位于电阻R27与电阻R22之间；比较器B的负相输入端经电阻R6接至所述输出端的负端；比较器B的输出端接至三极管N1的基极。

本发明的优点在于：

本发明提供的低阻抗双端交替输出PWM控制电路有XC/DC扩展(XC)形、无极性、多波形、宽频率电源输入，DC(直流)输出,自动极性识别定向、高转换效率、高功率因数、高可靠性、高功率密度、低成本等优势。