[发明专利]一种高压输入辅助电源电路及其工作方法

说明书

技术领域

    本发明专利涉及一种直流侧高压输入辅助电源，其应用于风电变流器和光伏逆变器领域。 

背景技术

风电变流器和光伏逆变器需要满足电网低电压穿越技术要求，即在电网电压跌落时要不间断运行，因此需要逆变器必须具备不间断的供电电源系统，目前常用的方案是采用UPS，但是由于UPS电池寿命短、工作温度范围窄（0~40度），使得逆变器供电系统可靠性降低，因此需要采用一种从逆变器直流侧取电的辅助电源。 

逆变器辅助电源一般是多路输出，因此通常采用反激式辅助电源，有以下两种方式： 

如图2所示，单端反激变换拓扑结构简单、成本低廉，但是主MOS管（Q1）需要承受直流母线电压（Vin）和副边感应电压（即：n*(Vo+Vf)），还有变压器漏感尖峰电压，对于风电变流器（直流侧母线电压额定1100V），则NMOS管需要选择1700V以上，可购买的器件较少且成本较高，不满足要求。

如图3所示，双管反激变换拓扑采用MOS管（Q1和Q2）串联到变压器两端，并通过箝位二极管D1和D2对变压器进行箝位，降低了MOS管电压应力（约大于直流母线电压Vin），对于风电变流器（直流侧母线电压额定1100V），则MOS管需要选择1500V以上，相对成本较低，但是双管反激变换拓扑通常需要一个隔离驱动变压器，增加了物料成本。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有技术不满足高电压输出和低成本的要求，提供一种开关管组合电路，既能满足高输入电压的要求，又能实现低成本。 

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高压输入辅助电源电路，所述的高压输入辅助电路包括开关管组合电路、控制电路、反激变压器、吸收电路、直流输入电路、供电电路、电流检测电路、至少一个副边电路，所述开关管组合电路分别与直流输入电路、反激变压器、控制电路、供电电路、检测电路相连接；所述开关管组合电路包括MOS管Q1和Q2，TVS管Z1，第一二极管D1第二二极管和D2，限流电阻R1； MOS管Q1的栅极与PWM控制电路连接，MOS管Q1的源极与电流检测电阻R2的一端连接， MOS管Q1的漏极与MOS管Q2的源极连接， MOS管Q2的漏极与反激变压器T1的一端连接，MOS管Q2栅极分别与驱动电阻R1和第一二极管D1的正极相连接；TVS管Z1的正极与MOS管Q1的源极连接，TVS管Z1的负极与MOS管Q1的栅极连接；第一二极管D1的负极与直流输入电容C1的一端连接；第一二极管D1的正极与供电电路Vcc连接，负极与驱动电阻R1连接；所述开关管组合电路的作用是MOS管串联连接，提高电压输入范围。 

所述直流输入电路的C1连接至变流器直流母线侧，一端与变压器一端、吸收电路和组合电路相连接，另一端连接至公共GND，所述直流输入电路的C1作用是储能和滤波。 

所述吸收电路包括第三二极管D3、吸收电容C3、放电电阻R3，其两端连接至变压器两端，所述吸收电路降低开关管电压应力；所述反激变压器包括至少一个以上副边绕组，其中一绕组为原边控制电路供电，电源启动R11对供电电容C2充电。 

所述副边电路包括整流二极管D4、滤波电容C4和负载电阻R4。 

一种高压输入辅助电源电路工作方法，所述的工作方法包括开通与关断二种方式， 

开通过程：PWM控制电路发驱动信号开通MOS管Q1，Q1漏源极电压Vds1下降，当Vds1电压小于驱动器供电电压，即：Vcc-Vd1时，驱动电流通过R1开通MOS管Q2，电流流过MOS管Q1和Q2；

关断过程：PWM控制电路发驱动信号关断MOS管Q1，Q1漏源极电压Vds1上升，当Vds1电压大于驱动器供电电压，即：Vcc-Vd1时，MOS管Q2关断，Vds1电压继续上升，则第二二极管D2反向关断，当Vds1大于直流侧电压Vin时，则第一二极管D1导通，Vds1被箝位至Vin，由于变压器去磁作用，Q2漏源极电压Vds2上升，承受副边感应电压，即：n*(Vo+Vf)和变压器漏感尖峰电压，关断过程MOS管Q1承受直流侧电压Vin，MOS管Q1承受副边感应电压，即：n*(Vo+Vf)和变压器漏感尖峰电压。

附图说明

图1是本发明高压输入辅助电源的电路拓扑； 

图2是现有技术中单端反激变换拓扑；

图3是现有技术中双管反激变换拓扑；

图4是本发明高压输入辅助电源的一种实施例。

具体实施方式