供电系统及其控制方法与流程

    专利查询2025-06-23  4


    本申请实施例涉及供电电路,特别涉及一种供电系统及其控制方法。


    背景技术:

    1、随着电力电子技术的持续发展,以及节能、环保、低碳诉求的不断加强,高效率、低能耗、高功率密度、小体积、超宽输入输出、线性可调且隔离、功率可拓展以及高可靠性的电力产品的技术研究变得日益迫切。

    2、在工业电源、通信电源、小功率储能逆变器、智能物流小车电源、新能源车载电源等电源产品中,对电源的输入需要电压范围超宽,且输入电压要求交流、直流、单相和三相均可兼容,对直流输出需要满足隔离、电压范围宽、线性可调、可随机并联以及功率能任意拓展,因此,供电系统的性能有待改进。


    技术实现思路

    1、本申请实施例提供了一种供电系统及其控制方法,至少有利于提高供电系统的性能。

    2、本申请实施例一方面提供一种供电系统,包括:输入模块,输入模块接收输入电压,并对输入电压进行整流以输出预设恒定电压;谐振模块,谐振模块的输入端连接至输入模块的输出端,谐振模块接收预设恒定电压,并对预设恒定电压进行谐振处理以输出谐振电压;整流滤波模块,整流滤波模块的输入端连接至谐振模块的输出端,整流滤波模块接收谐振电压,并对谐振电压进行整流处理以及滤波处理,以输出整流滤波电压;输出模块,输出模块的输入端连接至整流滤波模块的输出端,输出模块接收整流滤波电压,并输出负载电压和负载电流;控制模块,控制模块连接至输出模块的输出端,以实时获取负载电压和负载电流;多个供电系统并联供电时,控制模块基于负载电流和负载电压,控制谐振模块的谐振频率以调整负载电压,通过调整负载电压以使每个供电系统的负载电流均相同。

    3、在一些实施例中,控制模块通过调整负载电压,以使每个供电系统的负载电流均为预设电流。

    4、在一些实施例中,控制模块包括相互连接的fpga和ad采样电路。

    5、在一些实施例中,输入模块包括:三相桥式整流电路,三相桥式整流电路的输入端接收输入电压,并输出第一整流电压;电压转换电路,电压转换电路的输入端连接至三相桥式整流电路的输出端,以接收第一整流电压,并输出预设恒定电压;其中,输入电压为三相电压、单相电压或者直流电压,输入电压大于预设恒定电压,或者,输入电压小于等于预设恒定电压。

    6、在一些实施例中,控制模块与三相桥式整流电路的输出端相连接,以实时获取第一整流电压,并基于第一整流电压生成相应的控制信号;电压转换电路为升/降压转换器,升/降压转换器与控制模块相连接以接收相应的控制信号,升/降压转换器基于相应的控制信号输出预设恒定电压。

    7、在一些实施例中,控制信号包括第一控制信号和第二控制信号;升/降压转换器包括:第一mos管、第一二极管、电感、第二mos管以及第二二极管,其中,第一mos管的源极连接至第一二极管的第二极,第一mos管的漏极和第一二极管的第一极分别作为升/降压转换器的两个输入端,第二mos管的漏极连接至第二二极管的第一极,电感的两端分别连接至第一二极管的第二极和第二二极管的第一极,第二mos管的源极和第二二极管的第二极分别作为升/降压转换器的两个输出端;第一mos管的栅极用于接收第一控制信号,第二mos管的栅极用于接收第二控制信号;控制模块实时获取第一整流电压,若第一整流电压大于预设恒定电压,第一mos管的栅极接收第一控制信号,其中,第一控制信号为pwm信号,第二mos管的栅极接收第二控制信号,以使第二mos管处于关断状态;若第一整流电压小于预设恒定电压,第一mos管的栅极接收第一控制信号,以使第一mos管处于导通状态,第二mos管的栅极接收第二控制信号,其中,第二控制信号为pwm信号。

    8、在一些实施例中,谐振模块为llc谐振变换器,llc谐振变换器包括:高频开关电路,高频开关电路包括第三mos管和第四mos管,第三mos管的源极与第四mos管的漏极相连接,第三mos管的栅极用于接收控制模块发出的第三控制信号,第四mos管的栅极用于接收控制模块发出的第四控制信号,控制模块基于负载电流和负载电压生成相应的第三控制信号和第四控制信号,以调节谐振模块的谐振频率;谐振腔,谐振腔具有两个输入端,谐振腔的第一个输入端连接至第三mos管的源极,谐振腔的第二个输入端连接至第四mos管的源极。

    9、在一些实施例中,谐振模块还包括电流检测元件,电流检测元件串联于第三mos管的源极与谐振腔的第一个输入端之间;整流滤波模块包括整流单元,整流单元用于对谐振电压进行整流处理,整流单元包括第五mos管和第六mos管,第五mos管的源极与第六mos管的源极相连接,谐振腔具有多个输出端,第五mos管的漏极连接至谐振腔的第一个输出端,第六mos管的漏极连接至谐振腔的第二个输出端;控制模块与电流检测元件相连接以获取谐振电流,并根据谐振电流控制第五mos管和第六mos管的导通或截止。

    10、在一些实施例中,整流滤波模块包括clc滤波电路,供电系统还包括防反灌mos管,clc滤波电路的两个输入端分别与整流单元的输出端以及谐振模块的输出端相连接,防反灌mos管连接于clc滤波电路与输出模块之间,控制模块与clc滤波电路的输出端相连接,以获取clc滤波电路的输出电压,基于负载电压和clc滤波电路的输出电压控制防反灌mos管导通或截止。

    11、本申请实施例另一方面提供一种供电系统的控制方法,包括:提供如上述实施例中任一项所述的供电系统,供电系统包括:依次连接的输入模块、谐振模块、整流滤波模块以及输出模块,其中,输出模块输出负载电压和负载电流;控制模块,控制模块连接至输出模块的输出端,利用控制模块实时获取负载电压和负载电流;控制方法包括:多个供电系统并联供电时,基于负载电流和负载电压,控制谐振模块的谐振频率以调整负载电压,通过调整负载电压以使每个供电系统的负载电流均相同。

    12、本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点:本申请实施例提供了一种可多机并联的供电系统,控制模块直接自输出模块的输出端获取负载电压和负载电流,通过负载电压和负载电流控制谐振模块的谐振频率以调整负载电压,使并联的多个供电系统所输出的负载电流均相同,通过负载电压和负载电流的双闭环控制,实现均流输出,对负载电压和负载电流进行实时检测,使得控制快速且响应及时,当负载加重时,控制模块控制谐振模块,提高输出功率,使得输出达到动态平衡,综上,本申请实施例在输出模块的输出端采用改进型下垂控制策略可实现多机并联,并达到很好的均流效果,显著的提升了供电系统的性能。



    技术特征:

    1.一种供电系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述控制模块通过调整所述负载电压,以使每个所述供电系统的所述负载电流均为预设电流。

    3.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述控制模块包括相互连接的fpga和ad采样电路。

    4.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述输入模块包括:

    5.根据权利要求4所述的供电系统,其特征在于,所述控制模块与所述三相桥式整流电路的输出端相连接,以实时获取所述第一整流电压,并基于所述第一整流电压生成相应的控制信号;

    6.根据权利要求5所述的供电系统,其特征在于,所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号;

    7.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述谐振模块为llc谐振变换器,所述llc谐振变换器包括:

    8.根据权利要求7所述的供电系统,其特征在于,所述谐振模块还包括电流检测元件,所述电流检测元件串联于所述第三mos管的源极与所述谐振腔的第一个输入端之间;

    9.根据权利要求8所述的供电系统,其特征在于,所述整流滤波模块包括clc滤波电路,所述供电系统还包括防反灌mos管,所述clc滤波电路的两个输入端分别与所述整流单元的输出端以及所述谐振模块的输出端相连接,所述防反灌mos管连接于所述clc滤波电路与所述输出模块之间,所述控制模块与所述clc滤波电路的输出端相连接,以获取所述clc滤波电路的输出电压,基于所述负载电压和所述clc滤波电路的输出电压控制所述防反灌mos管导通或截止。

    10.一种供电系统的控制方法,其特征在于,包括:提供如权利要求1-9任一项所述的供电系统,所述供电系统包括:依次连接的输入模块、谐振模块、整流滤波模块以及输出模块,其中,所述输出模块输出负载电压和负载电流;控制模块,所述控制模块连接至所述输出模块的输出端,利用所述控制模块实时获取所述负载电压和所述负载电流;


    技术总结
    本申请实施例涉及供电电路技术领域,特别涉及一种供电系统及其控制方法,供电系统包括:输入模块,输入模块接收输入电压,并输出预设恒定电压;谐振模块,谐振模块接收预设恒定电压,并对预设恒定电压进行谐振处理以输出谐振电压;整流滤波模块,整流滤波模块接收谐振电压,以输出整流滤波电压;输出模块,输出模块接收整流滤波电压,并输出负载电压和负载电流;控制模块,控制模块连接至输出模块的输出端,以实时获取负载电压和负载电流;多个供电系统并联供电时,控制模块基于负载电流和负载电压,控制谐振模块的谐振频率以调整负载电压,通过调整负载电压以使每个供电系统的负载电流均相同。本申请实施例至少有利于提升供电系统的性能。

    技术研发人员:蔡亮,洪文瓞,蔡新波,陈伟
    受保护的技术使用者:上海新时达电气股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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