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非隔离稳压均流电路和供电系统专利

专利号:201410415311.4

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专利名称:非隔离稳压均流电路和供电系统

技术领域:交流/直流转换控制

IPC主分类号:H02M3/10

申请号:CN201410415311.4

公开日:2017-04-12

说明书

一种非隔离稳压均流电路和供电系统

技术领域

[0001] 本发明属于供电技术领域,尤其涉及一种非隔离稳压均流电路和供电系统。

背景技术

[0002] 目前,随着通信设备的升级,其功率需求越来越大,所以通信设备的输入电流也需要相应地增大。为了满足通信设备的大电流需求,通信机房中通常是采用多路供电线路并联使用以形成电资源池,并对多路供电线路中的电流进行合路汇流处理后输出至通信设备,以便为不同的通信设备实现灵活配电。而在多路供电线路并联使用时,现有技术提供的一种解决方案是在对多路供电线路中的电流进行合路汇流处理时,通过在各个供电线路上串联一个阻抗调节电路对电流进行调整处理,该阻抗调节电路中包含一可变电阻,其根据供电线路上的电流对该可变电阻的阻值进行调整,以达到平衡供电线路阻抗的目的,从而使各供电线路的电流保持稳定平衡;该阻抗调节电路在供电线路的输入压差大时,发热损耗也会变大,温度会相应升高,部分电能会转换为热能,供电效率较低。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种非隔离稳压均流电路,旨在解决现有技术在对供电线路实现电流平衡时所存在的供电效率低的问题。
[0004] 本发明是这样实现的,一种非隔离稳压均流电路,包括第一控制器,所述非隔离稳压均流电路还包括:
[0005] 第一电感、第二电感、第一稳压均流单元、电压采样单元以及电流采样单元;
[0006] 所述第一电感的第一端接入第一直流电,所述第二电感的第一端输出第二直流电,所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端分别连接所述第一稳压均流单元的第一输入端和第二输入端,所述第一稳压均流单元的输出端向负载输出直流电,所述电压采样单元的输入端和输出端分别连接所述第一稳压均流单元的输出端和所述第一控制器,所述电流采样单元的第一采样端接收负载输出的回路电流,所述电流采样单元的第二采样端和输出端分别连接所述第一稳压均流单元的回路端和所述第一控制器,所述第一控制器还与所述第一稳压均流单元的直流电调控端连接;
[0007] 所述第一电感对所述第一直流电进行储能后输出至所述第一稳压均流单元,所述第一稳压均流单元将所述第一电感所输出的直流电续流输出至所述负载,所述负载所输出的回路电流经过所述第一稳压均流单元续流输出至所述第二电感,所述第二电感对所述回路电流进行储能后输出所述第二直流电,所述第二直流电的电流值等于所述第一直流电的电流值;所述电压采样单元对所述非隔离稳压均流电路的输出电压进行采样,并反馈电压采样信号至所述第一控制器,所述电流采样单元对所述回路电流进行电流采样,并反馈电流采样信号至所述第一控制器,所述第一控制器根据所述电压采样信号和所述电流采样信号输出第一控制信号至所述第一稳压均流单元;当所述非隔离稳压均流电路的输出电压大于预设均流电压值和/或所述回路电流大于预设均流电流值时,所述第一稳压均流单元根据所述第一控制信号减小所述非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流;当所述非隔离稳压均流电路的输出电压小于所述预设均流电压值和/或所述回路电流小于所述预设均流电流值时,所述第一稳压均流单元根据所述第一控制信号增大所述非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流。
[0008] 本发明还提供了一种供电系统,其包括多个电源电路、电流分路电路及多个电流均流电路,所述电流分路电路对所述电源电路的输出电流进行分流并输出至所述电流均流电路,所述电流均流电路中的电流合路模块对所述电流分路电路所输出的任意两路电流进行合流处理后输出第一直流电;所述供电系统还包括上述的非隔离稳压均流电路,所述非隔离稳压均流电路中的第一电感从所述电流合路模块接入所述第一直流电。
[0009] 本发明通过采用包括第一电感、第二电感、第一稳压均流单元、电压采样单元以及电流采样单元的非隔离稳压均流电路;第一稳压均流单元将第一电感输出的直流电和负载输出的回路电流分别续流输出至负载和第二电感,由第一电感与第二电感的对称储能作用保证第二电感输出的第二直流电的电流值等于第一电感接入的第一直流电的电流值,电压采样单元对第一稳压均流单元的输出电压进行采样,并反馈电压采样信号至第一控制器,同时,电流采样单元对回路电流进行电流采样,并反馈电流采样信号至第一控制器,再由第一控制器根据所述电压采样信号和所述电流采样信号输出第一控制信号以驱动第一稳压均流单元对非隔离稳压均流电路的输出电压和输出电流进行调整,以保持稳定的输出电压和输出电流。由于第一控制器能够结合电压采样单元所反馈的电压采样信号驱动第一稳压均流单元对非隔离稳压均流电路的输出电压进行调整,所以即使在输入压差变化的情况下依旧能够保持稳定的输出电压,从而能够在不受输入压差限制的情况下保持稳定的输出电压;且由于非隔离稳压均流电路具备稳定的输出电压,且不存在因输入压差变大而出现发热损耗相应增大的器件,所以整个电路在工作过程中因电压不稳定和热损耗所耗费的无功功率较小,因此也提高了供电效率。

附图说明

[0010] 图1是本发明实施例一提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0011] 图2是本发明实施例一提供的非隔离稳压均流电路的示例电路结构;
[0012] 图3是本发明实施例二提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0013] 图4是本发明实施例二提供的非隔离稳压均流电路的示例电路结构;
[0014] 图5是本发明实施例三提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0015] 图6是本发明实施例三提供的非隔离稳压均流电路的示例电路结构;
[0016] 图7是本发明实施例四提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0017] 图8是本发明实施例四提供的非隔离稳压均流电路的示例电路结构;
[0018] 图9是本发明实施例五提供的包括降压单元的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0019] 图10是本发明实施例五提供的包括降压单元的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0020] 图11是本发明实施例五提供的包括降压单元的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0021] 图12是本发明实施例五提供的包括降压单元的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0022] 图13是本发明实施例五提供的非隔离稳压均流电路中的降压单元的内部结构图;
[0023] 图14是本发明实施例六提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0024] 图15是本发明实施例六提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0025] 图16是本发明实施例六提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0026] 图17是本发明实施例六提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0027] 图18是本发明实施例六提供的非隔离稳压均流电路中的降压单元的内部结构图;
[0028] 图19是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0029] 图20是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0030] 图21是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0031] 图22是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0032] 图23是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0033] 图24是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0034] 图25是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0035] 图26是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0036] 图27是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0037] 图28是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0038] 图29是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图;
[0039] 图30是本发明实施例七提供的非隔离稳压均流电路的结构示意图。

具体实施方式

[0040] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0041] 以下结合具体实施例对本发明实施例提供的非隔离稳压均流电路进行详细说明:
[0042] 实施例一:
[0043] 图1示出了本实施例提供的非隔离稳压均流电路,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0044] 非隔离稳压均流电路包括第一控制器100,第一控制器100可以是单片机或脉宽调制器。
[0045] 非隔离稳压均流电路还包括第一电感L1、第二电感L2、第一稳压均流单元200、电压采样单元300以及电流采样单元400。
[0046] 第一电感L1的第一端接入第一直流电Vin+,第二电感L2的第一端输出第二直流电Vin-,第一电感L1的第二端和第二电感L2的第二端分别连接第一稳压均流单元200的第一输入端和第二输入端,第一稳压均流单元200的输出端向负载500输出直流电,电压采样单元300的输入端和输出端分别连接第一稳压均流单元200的输出端和第一控制器100,电流采样单元400的第一采样端接收负载500输出的回路电流,电流采样单元400的第二采样端和输出端分别连接第一稳压均流单元200的回路端和第一控制器100,第一控制器100还与第一稳压均流单元200的直流电调控端连接。
[0047] 第一电感L1对第一直流电Vin+进行储能后输出至第一稳压均流单元200,第一稳压均流单元200将第一电感L1所输出的直流电续流输出至负载500,负载500所输出的回路电流经过第一稳压均流单元200续流输出至第二电感L2,第二电感L2对上述的回路电流进行储能后输出第二直流电Vin-,第二直流电Vin-的电流值等于第一直流电Vin+的电流值;电压采样单元300对非隔离稳压均流电路的输出电压(即输出至负载500的直流电的电压)进行采样,并反馈电压采样信号VS至第一控制器100,电流采样单元400对负载500输出的回路电流进行电流采样,并反馈电流采样信号IS至第一控制器100,第一控制器100根据上述的电压采样信号和电流采样信号输出第一控制信号Ctrl1至第一稳压均流单元200;当非隔离稳压均流电路的输出电压大于预设均流电压值和/或上述的回路电流大于预设均流电流值时,第一稳压均流单元200根据第一控制信号Ctrl1减小非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流;当非隔离稳压均流电路的输出电压小于预设均流电压值和/或上述的回路电流小于预设均流电流值时,第一稳压均流单元200根据第一控制信号Ctrl1增大非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流。
[0048] 从上述内容可知,第一电感L1的第一端和第二电感L2的第一端相当于供电线路的正端和负端,正端接入第一直流电Vin+,负端输出第二直流电Vin-。上述的预设均流电压值和预设均流电流值分别是指:在上述的非隔离稳压均流电路对供电线路进行供电且需要实现稳压和电流平衡时,非隔离稳压均流电路的输出电压值和输出电流值。
[0049] 另外,在上述的非隔离稳压均流电路中,由于能够对输出电压进行检测并根据电压采样信号对输出电压进行调整,所以不会因为输入压差的变化而出现输出电压不稳定的情况,所以相对于背景技术中所提及的现有技术,上述非隔离稳压均流电路的正常工作是不受输入压差的限制的。
[0050] 对于供电效率,实际上是与“输出电压的稳定”以及“器件所发生的热损耗”相关的,供电效率低是因为供电时所作的无功功率过高而造成的,而输出电压超过线路所能负荷的额定电压时,就会增加无功功率,电路中的器件的热损耗增大也会增加无功功率。而在上述非隔离稳压均流电路中,实时调整输出电压可以使输出电压保持稳定,进而减小供电时的无功功率,且上述非隔离稳压均流电路中所采用的器件不会因为输入压差变大而出现发热损耗增大,供电时的无功功率也会减小,所以能够达到提高供电效率的效果。
[0051] 图2示出了本实施例提供的非隔离稳压均流电路的示例电路结构,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0052] 第一稳压均流单元200包括第一隔离变压器T1、第一开关管201、第一续流二极管D1以及第二续流二极管D2。
[0053] 第一隔离变压器T1的初级绕组的第一端1为第一稳压均流单元200的直流电调控端,第一隔离变压器T1的初级绕组的第二端2与第一控制器100的共接于地,第一隔离变压器T1的次级绕组的第一端3和第二端4分别连接第一开关管201的受控端和输入端,第一开关管201的输出端与第一续流二极管D1的阳极的共接点为第一稳压均流单元200的第一输入端,第一开关管201的输入端与第二续流二极管D2的阴极的共接点为第一稳压均流单元200的第二输入端,第一续流二极管D1的阴极和第二续流二极管D2的阳极分别为第一稳压均流单元200的输出端和回路端。
[0054] 其中,第一开关管201可以是MOS管(包括NMOS管和PMOS管)、IGBT(Isolated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶闸管)或者其他具备开关特性的半导体器件。特别地,当第一开关管201为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为第一开关管201的受控端、输入端及输出端;在本实施例中,如图2所示,第一开关管201具体为PMOS管Q1。
[0055] 电压采样单元300包括第一电阻R1和第二电阻R2,第一电阻R1的第一端为电压采样单元300的输入端,第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端的共接点为电压采样单元300的输出端,第二电阻R2的第二端接地。
[0056] 电流采样单元400包括第三电阻R3和差分放大器U1,第三电阻R3的第一端与差分放大器U1的第一输入端的共接点为电流采样单元400的第一采样端,第三电阻R3的第二端与差分放大器U1的第二输入端的共接点为电流采样单元400的第二采样端,差分放大器U1的输出端为电流采样单元400的输出端,差分放大器U1的正电源端和负电源端分别连接直流电源VCC和地。
[0057] 以下结合工作原理对图2所示的非隔离稳压均流电路作进一步说明:
[0058] 第一电感L1对第一直流电Vin+进行储能后输出直流电,该直流电经过第一续流二极管D1续流后输出至负载500,负载500所输出的回路电流经过第二续流二极管D2续流后输出至第二电感L2,第二电感L2对回路电流进行储能后输出第二直流电Vin-,由于第一电感L1与第二电感L2的对称储能作用,从而使第一直流电Vin+的电流值等于第二直流电Vin-的电流值。与此同时,第一电阻R1与第二电阻R2对输出至负载的直流电进行电压采样,并将电压采样信号反馈至第一控制器100,第三电阻R3对负载的回路电流进行采样,并由差分放大器U1对第三电阻R3两端的采样电压进行差分放大后输出相应的电流采样信号至第一控制器100,则第一控制器100根据电压采样信号VS和电流采样信号IS输出第一控制信号Ctrl1至第一隔离变压器T1,第一控制信号Ctrl1经过第一隔离变压器T1进行隔离处理后对PMOS管Q1的通断状态进行控制,PMOS管Q1根据与第一控制信号Ctrl1相应的占空比实现通断操作,进而实现对输出电压和输出电流的调整,以保证输出电压和输出电流的稳定。具体的,当非隔离稳压均流电路的输出电压大于预设均流电压值和/或上述的回路电流大于预设均流电流值时,与第一控制信号Ctrl1相应的占空比会按照某一占空比变化值减小,则PMOS管Q1在实现相应的通断操作过程中可使非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流也得到相应的减小;当非隔离稳压均流电路的输出电压小于预设均流电压值和/或上述的回路电流小于预设均流电流值时,与第一控制信号Ctrl1相应的占空比会按照某一占空比变化值增大,则PMOS管Q1在实现相应的通断操作过程中可使非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流也得到相应的增大。
[0059] 在本实施例中,非隔离稳压均流电路包括第一电感L1、第二电感L2、第一稳压均流单元200、电压采样单元300以及电流采样单元400,其电路结构简单、体积小、成本低且功率密度高。
[0060] 另外,由第一控制器100控制第一开关管201的开关占空比,以对非隔离稳压均流电路的输出电压和输出电流进行调整,从而能够在不受输入压差限制的情况下保持稳定的输出电压和输出电流,且进一步提高了供电效率。
[0061] 实施例二:
[0062] 在图1所示的非隔离稳压均流电路的基础上,本实施例提供的非隔离稳压均流电路如图3所示,其进一步包括第三电感L3、第四电感L4以及第二稳压均流单元600。
[0063] 第三电感L3的第一端和第四电感L4的第一端分别连接第一电感L1的第一端和第二电感L2的第一端,第三电感L3的第二端和第四电感L4的第二端分别连接第二稳压均流单元600的第一输入端和第二输入端,第二稳压均流单元600的直流电调控端与第一控制器100连接,第二稳压均流单元600的输出端和回路端分别连接第一稳压均流单元200的输出端和回路端。
[0064] 在第一控制器的控制下,第一稳压均流单元200与第二稳压均流单元600交替工作;第三电感L3对第一直流电Vin+进行储能后输出第三直流电Vin+’至第二稳压均流单元600,当第二稳压均流单元600工作时,第二稳压均流单元600将第三直流电Vin+’续流输出至负载500,负载500所输出的回路电流经过第二稳压均流单元600续流输出至第四电感L4,第四电感L4对上述的回路电流进行储能后输出第四直流电Vin-’,第四直流电Vin-’的电流值等于第三直流电Vin+’的电流值;第一控制器100根据电压采样单元300输出的电压采样信号和电流采样单元400输出的电流采样信号分别输出所述第一控制信号Ctrl1和第二控制信号Ctrl2至第一稳压均流单元200和第二稳压均流单元600;当非隔离稳压均流电路的输出电压大于预设均流电压值和/或负载500所输出的回路电流大于预设均流电流值时,第一稳压均流单元200和第二稳压均流单元600分别根据第一控制信号Ctrl1和第二控制信号Ctrl2交替工作以减小非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流;当非隔离稳压均流电路的输出电压小于预设均流电压值和/或上述的回路电流小于预设均流电流值时,第一稳压均流单元200和第二稳压均流单元600分别根据第一控制信号Ctrl1和第二控制信号Ctrl2交替工作以增大非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流。
[0065] 在本实施例中,上述第一稳压均流单元200和第二稳压均流单元600交替调整输出电压和输出电流的方式有助于非隔离稳压均流电路在大电流输入和负载功率需求较大的情况下能够稳定地工作。
[0066] 图4示出了本实施例提供的非隔离稳压均流电路的示例电路结构,其中,第一稳压单元200、电压采样单元300以及电流采样单元400的内部结构与图2所示的相同,因此不再赘述。
[0067] 对于第二稳压均流单元600,其包括第二隔离变压器T2、第二开关管601、第三续流二极管D3以及第四续流二极管D4。
[0068] 第二隔离变压器T2的初级绕组的第一端1为第二稳压均流单元600的直流电调控端,第二隔离变压器T2的初级绕组的第二端2连接第一控制器100的接地端,第二隔离变压器T2的次级绕组的第一端3和第二端4分别连接第二开关管601的受控端和输入端,第二开关管601的输出端与第三续流二极管D3的阳极的共接点为第二稳压均流单元600的第一输入端,第二开关管601的输入端与第四续流二极管D4的阴极的共接点为第二稳压均流单元600的第二输入端,第三续流二极管D3的阴极和第四续流二极管D4的阳极分别为第二稳压均流单元600的输出端和回路端。
[0069] 其中,第二开关管601与第一开关管201为相同类型的半导体开关管,该半导体开关管可以是MOS管(包括NMOS管和PMOS管)、IGBT或者其他具备开关特性的半导体器件,且在该半导体开关管为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为半导体开关管的受控端、输入端及输出端。由于第一开关管201与本发明第一实施例所述的相同,在此不再赘述。而对于第二开关管601,当第二开关管601为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为第二开关管601的受控端、输入端及输出端。在本实施例中,如图4所示,第二开关管601具体为PMOS管Q2。
[0070] 在本实施例中,第二稳压均流单元600的工作原理与第一稳压均流单元200的工作原理相同,其中,第一开关管201与第二开关管601根据第一控制器100输出的第一控制信号Ctrl1和第二控制信号Ctrl2实现交替导通的,即PMOS管Q1导通时,PMOS管Q2关断;PMOS管Q1关断时,PMOS管Q2导通,所以第一稳压均流单元200与第二稳压均流单元600形成互补式的稳压均流工作状态,对整个非隔离稳压均流电路的输出电压和输出电流进行控制,以保证输出电压和输出电流的稳定。
[0071] 实施例三:
[0072] 在图1所示的非隔离稳压均流电路的基础上,本实施例提供的非隔离稳压均流电路如图5所示,其中,第一稳压均流单元200还具有第一续流控制端和第二续流控制端,第一稳压均流单元200的第一续流控制端和第二续流控制端还与第一控制器100连接。
[0073] 图6示出了本实施例提供的非隔离稳压均流电路的示例电路结构,其中,电压采样单元300和电流采样单元400的内部结构与图2所示的相同,因此不再赘述。
[0074] 对于第一稳压均流单元200,如图6所示,其包括第三隔离变压器T3、第三开关管203、第四隔离变压器T4、第四开关管204以及第五开关管205。
[0075] 第三隔离变压器T3的初级绕组的第一端1为第一稳压均流单元200的直流电调控端,第三隔离变压器T3的初级绕组的第二端2与第一控制器100共接于地,第三隔离变压器T3的次级绕组的第一端3和第二端4分别连接第三开关管203的受控端和输入端,第三开关管203的输出端与第四开关管204的输入端的共接点为第一稳压均流单元200的第一输入端,第三开关管203的输入端与第五开关管205的输出端的共接点为第一稳压均流单元200的第二输入端,第四隔离变压器T4的初级绕组的第一端1为第一稳压均流单元200的第一续流控制端,第四隔离变压器T4的初级绕组的第二端2与第一控制器100共接于地,第四隔离变压器T4的次级绕组的第一端3和第二端4分别连接第四开关管204的受控端和输入端,第五开关管205的受控端为第一稳压均流单元200的第二续流控制端,第四开关管204的输出端和第五开关管205的输入端分别为第一稳压均流单元200的输出端和回路端。
[0076] 其中,第三开关管203、第四开关管204及第五开关管205为相同类型的半导体开关管,该半导体开关管可以是MOS管(包括NMOS管和PMOS管)、IGBT或者其他具备开关特性的半导体器件,且在该半导体开关管为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为半导体开关管的受控端、输入端及输出端。特别地,当第三开关管203为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为第三开关管203的受控端、输入端及输出端;同理,当第四开关管204为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为第四开关管204的受控端、输入端及输出端;当第五开关管205为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为第五开关管205的受控端、输入端及输出端。在本实施例中,如图6所示,第三开关管203、第四开关管204及第五开关管205具体分别为PMOS管Q3、PMOS管Q4及PMOS管Q5。
[0077] 以下结合工作原理对图6所示的非隔离稳压均流电路作进一步说明:
[0078] 第一电感L1对第一直流电Vin+进行储能后输出,第一控制器100输出的续流控制信号经过第四隔离变压器T4进行隔离处理后驱动PMOS管Q4导通,以对第一电感L1所输出的直流电进行续流后输出至负载500,且第一控制器100输出的续流控制信号驱动PMOS管Q6导通以对负载500所输出的回路电流进行续流后输出至第二电感L2,第二电感L2对该回路电流进行储能后输出第二直流电Vin-,由于第一电感L1与第二电感L2的对称储能作用,从而使第二直流电Vin-的电流值等于第一直流电Vin+的电流值。同时,第一电阻R1与第二电阻R2对输出至负载的直流电进行电压采样,并将电压采样信号反馈至第一控制器100,第三电阻R3对负载的回路电流进行采样,并由差分放大器U1对第三电阻R3两端的采样电压进行差分放大后输出相应的电流采样信号至第一控制器100,则第一控制器100根据电压采样信号VS和电流采样信号IS输出第一控制信号Ctrl1至第一隔离变压器T1,第一控制信号Ctrl1经过第一隔离变压器T1进行隔离处理后对PMOS管Q3的通断状态进行控制,PMOS管Q3根据与第一控制信号Ctrl1相应的占空比实现通断操作,进而实现对输出电压和输出电流的调整,以保证输出电压和输出电流的稳定。具体的,当非隔离稳压均流电路的输出电压大于预设均流电压值和/或上述的回路电流大于预设均流电流值时,与第一控制信号Ctrl1相应的占空比会按照某一占空比变化值减小,则PMOS管Q3在实现相应的通断操作过程中可使非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流也得到相应的减小;当非隔离稳压均流电路的输出电压小于预设均流电压值和/或上述的回路电流小于预设均流电流值时,与第一控制信号Ctrl1相应的占空比会按照某一占空比变化值增大,则PMOS管Q3在实现相应的通断操作过程中可使非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流也得到相应的增大。
[0079] 在本实施例中,通过采用第四开关管204和第五开关管205实现续流作用,能够进一步降低导通损耗,提高供电效率,使非隔离稳压均流电路适用于输入电流较大的应用场景。
[0080] 实施例四:
[0081] 在图5所示的非隔离稳压均流电路的基础上,本实施例提供的非隔离稳压均流电路如图7所示,其进一步包括第五电感L5、第六电感L6及第三稳压均流单元700。
[0082] 第五电感L5的第一端和第六电感L6的第一端分别连接第一电感L1的第一端和第二电感L2的第一端,第五电感L5的第二端和第六电感L6的第二端分别连接第三稳压均流单元700的第一输入端和第二输入端,第三稳压均流单元700的直流电调控端、第一续流控制端及第二续流控制端均连接第一控制器100,第三稳压均流单元700的输出端和回路端分别连接第一稳压均流单元200的输出端和回路端。
[0083] 在第一控制器100的控制下,第一稳压均流单元200与第三稳压均流单元700交替工作;第五电感L5对第一直流电Vin+进行储能后输出第五直流电Vin+”至第三稳压均流单元700,当第三稳压均流单元700工作时,第三稳压均流单元700将第五直流电Vin+”续流输出至负载500,负载500所输出的回路电流经过第三稳压均流单元700续流输出至第六电感L6,第六电感L6对上述的回路电流进行储能后输出第六直流电Vin-”,第六直流电Vin-”的电流值等于第五直流电Vin+”的电流值;第一控制器100在输出第一控制信号Ctrl1时输出第三控制信号Ctrl3;第一控制器100根据电压采样单元300输出的电压采样信号和电流采样单元400输出的电流采样信号分别输出第一控制信号Ctrl1和第三控制信号Ctrl3至第一稳压均流单元200和第三稳压均流单元700;当非隔离稳压均流电路的输出电压大于预设均流电压值和/或负载500所输出的回路电流大于预设均流电流值时,第一稳压均流单元200和第三稳压均流单元700分别根据第一控制信号Ctrl1和第三控制信号Ctrl3交替工作以减小非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流;当非隔离稳压均流电路的输出电压小于预设均流电压值和/或上述的回路电流小于预设均流电流值时,第一稳压均流单元200和第三稳压均流单元700分别根据第一控制信号Ctrl1和第三控制信号Ctrl3交替工作以增大非隔离稳压均流电路的输出电压和/或输出电流。
[0084] 在本实施例中,上述第一稳压均流单元200和第三稳压均流单元700交替调整输出电压和输出电流的方式有助于非隔离稳压均流电路在大电流输入和负载功率需求较大的情况下能够稳定地工作。
[0085] 图8示出了本实施例提供的非隔离稳压均流电路的示例电路结构,其中,第一稳压单元200、电压采样单元300以及电流采样单元400的内部结构与图6所示的相同,因此不再赘述。
[0086] 对于第三稳压均流单元700,其包括第五隔离变压器T5、第六开关管701、第六隔离变压器T6、第七开关管702以及第八开关管703。
[0087] 第五隔离变压器T5的初级绕组的第一端1为第三稳压均流单元700的直流电调控端,第五隔离变压器T5的初级绕组的第二端2与第一控制器100共接于地,第五隔离变压器T5的次级绕组的第一端3和第二端4分别连接第六开关管701的受控端和输入端,第六开关管701的输出端与第七开关管702的输入端的共接点为第三稳压均流单元700的第一输入端,第六开关管701的输入端与第八开关管703的输出端的共接点为第三稳压均流单元700的第二输入端,第六隔离变压器T6的初级绕组的第一端1为第三稳压均流单元700的第一续流控制端,第六隔离变压器T6的初级绕组的第二端2与第一控制器100共接于地,第六隔离变压器T6的次级绕组的第一端3和第二端4分别连接第七开关管702的受控端和输入端,第八开关管703的受控端为第三稳压均流单元700的第二续流控制端,第七开关管702的输出端和第八开关管703的输入端分别为第三稳压均流单元700的输出端和回路端。
[0088] 其中,第三开关管203、第四开关管204、第五开关管205、第六开关管701、第七开关管702及第八开关管703为相同类型的半导体开关管,该半导体开关管可以是MOS管(包括NMOS管和PMOS管)、IGBT或者其他具备开关特性的半导体器件,且在该半导体开关管为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为半导体开关管的受控端、输入端及输出端。由于第三开关管203、第四开关管204及第五开关管205与本发明第三实施例所述的相同,在此不再赘述。而对于第六开关管701、第七开关管702及第八开关管703,当第六开关管701为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为第六开关管701的受控端、输入端及输出端;同理,当第七开关管702为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为第七开关管702的受控端、输入端及输出端;当第八开关管703为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为第八开关管703的受控端、输入端及输出端。在本实施例中,如图8所示,第六开关管701、第七开关管702及第八开关管703具体分别为PMOS管Q6、PMOS管Q7及PMOS管Q8。
[0089] 在本实施例中,第三稳压均流单元700的工作原理与第一稳压均流单元200的工作原理相同,其中,第三开关管203与第六开关管701根据第一控制器100输出的第一控制信号Ctrl1和第三控制信号Ctrl3实现交替导通,即PMOS管Q3导通时,PMOS管Q6关断;PMOS管Q3关断时,PMOS管Q6导通,所以第一稳压均流单元200与第三稳压均流单元700形成互补式的稳压均流工作状态,对整个非隔离稳压均流电路的输出电压和输出电流进行控制,以保证输出电压和输出电流的稳定。
[0090] 另外,本实施例通过采用第四开关管204、第五开关管205、第七开关管702及第八开关管703实现续流作用,能够更进一步地降低导通损耗,进而提高供电效率。
[0091] 实施例五:
[0092] 本实施例提供的非隔离稳压均流电路分别如图9、图10、图11及图12所示,图9、图10、图11及图12所示的非隔离稳压均流电路分别是在图1、图3、图5及图7所示的非隔离稳压均流电路的基础上进一步包括降压单元800而成的,降压单元800的输入端和回路端分别连接第一稳压均流单元200的输出端和电流采样单元400的第一采样端,降压单元800对其输入端所输入的直流电进行降压处理并通过其输出端输出。
[0093] 如图13所示,降压单元800包括第九开关管801、第七电感L7、第一二极管D11、第一电容C11以及第二控制器802。
[0094] 第九开关管801的输入端为降压单元800的输入端,第九开关管801的输出端与第一二极管D11的阴极共接于第七电感L7的第一端,第七电感L7的第二端与第一电容C11的第一端的共接点为降压单元800的输出端,第一二极管D11的阳极与第一电容C11的第二端的共接点为降压单元800的回路端,第九开关管801的受控端连接第二控制器802。
[0095] 上述的第九开关管801、第七电感L7、第一二极管D11及第一电容C11构成一个降压式buck电路,该降压式buck电路对第九开关管801的输入端所输入的直流电进行降压处理后输出至负载,而降压比例则由第二控制器802确定,第二控制器802输出控制信号驱动第九开关管801按照相应的占空比实现通断操作,所以第九开关管801的开关占空比决定了该降压式buck电路的降压比例。
[0096] 其中,第九开关管801可以是MOS管(包括NMOS管和PMOS管)、IGBT或者其他具备开关特性的半导体器件。当第九开关管801为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为第九开关管801的受控端、输入端及输出端。第二控制器802可以是单片机或脉宽调制器。
[0097] 综上所述,本实施例通过在非隔离稳压均流电路中加入上述的降压单元800,能够在高输入电压的情况下实现降压处理以输出符合负载工作电压范围的直流电,所以本实施例提供的非隔离稳压均流电路可同时适用于低输入电压(如48V低压)和高输入电压(如400V高压)的应用场景。
[0098] 实施例六:
[0099] 在图9、图10、图11及图12所示的非隔离稳压均流电路的基础上,本实施例提供的非隔离稳压均流电路分别如图14、图15、图16及图17所示,降压单元800还具有降压控制端,降压单元800的降压控制端与第一控制器100连接。
[0100] 如图18所示,降压单元800包括第十开关管803、第八电感L8、第二二极管D12以及第二电容C12。
[0101] 第十开关管803的输入端为降压单元800的输入端,第十开关管803的输出端与第二二极管D12的阴极共接于第八电感L8的第一端,第八电感L8的第二端与第二电容C12的第一端的共接点为降压单元800的输出端,第二二极管D12的阳极与第二电容C12的第二端的共接点为降压单元800的回路端,第十开关管803的受控端为降压单元800的降压控制端。
[0102] 上述的第十开关管803、第八电感L8、第二二极管D12以及第二电容C12构成一个降压式buck电路,该降压式buck电路对第十开关管803的输入端所输入的直流电进行降压处理后输出至负载,而降压比例则由第一控制器100确定,第一控制器100输出控制信号驱动第十开关管803按照相应的占空比实现通断操作,所以第十开关管803的开关占空比决定了该降压式buck电路的降压比例。
[0103] 其中,第十开关管803可以是MOS管(包括NMOS管和PMOS管)、IGBT或者其他具备开关特性的半导体器件。当第十开关管803为MOS管或IGBT时,MOS管或IGBT的栅极、源极及漏极分别为第十开关管803的受控端、输入端及输出端。
[0104] 综上所述,本实施例通过在非隔离稳压均流电路中加入上述的降压单元800,能够在高输入电压的情况下实现降压处理以输出符合负载工作电压范围的直流电,所以本实施例提供的非隔离稳压均流电路可同时适用于低输入电压(如48V低压)和高输入电压(如400V高压)的应用场景。
[0105] 实施例七:
[0106] 在图1、图3、图5、图7、图9、图10、图11、图12、图14、图15、图16及图17所示的非隔离稳压均流电路的基础上,本实施例提供的非隔离稳压均流电路还包括滤波电容C1。
[0107] 基于图1所示的非隔离稳压均流电路,如图19所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200输出的直流电进行滤波处理。
[0108] 基于图3所示的非隔离稳压均流电路,如图20所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200和第二稳压均流单元600所输出的直流电进行滤波处理。
[0109] 基于图5所示的非隔离稳压均流电路,如图21所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200输出的直流电进行滤波处理。
[0110] 基于图7所示的非隔离稳压均流电路,如图22所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200和第三稳压均流单元700所输出的直流电进行滤波处理。
[0111] 基于图9所示的非隔离稳压均流电路,如图23所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200输出的直流电进行滤波处理。
[0112] 基于图10所示的非隔离稳压均流电路,如图24所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200和第二稳压均流单元600所输出的直流电进行滤波处理。
[0113] 基于图11所示的非隔离稳压均流电路,如图25所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200输出的直流电进行滤波处理。
[0114] 基于图12所示的非隔离稳压均流电路,如图26所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200和第三稳压均流单元700所输出的直流电进行滤波处理。
[0115] 基于图14所示的非隔离稳压均流电路,如图27所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200输出的直流电进行滤波处理。
[0116] 基于图15所示的非隔离稳压均流电路,如图28所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200和第二稳压均流单元600所输出的直流电进行滤波处理。
[0117] 基于图16所示的非隔离稳压均流电路,如图29所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200输出的直流电进行滤波处理。
[0118] 基于图17所示的非隔离稳压均流电路,如图30所示,滤波电容C1连接于第一稳压均流单元200的输出端与回路端之间,滤波电容C1对第一稳压均流单元200和第三稳压均流单元700所输出的直流电进行滤波处理。综上所述,本发明实施例提供的非隔离稳压均流电路能够在不受输入压差限制的情况下保持稳定的输出电压和输出电流,提高了供电效率。
[0119] 其包括现有的多个电源电路、电流分路电路及多个电流均流电路,电流分路电路对电源电路的输出电流进行分流并输出至电流均流电路,电流均流电路中的电流合路模块对电流分路电路所输出的任意两路电流进行合流处理后输出第一直流电Vin+。上述供电系统还包括如图1至图30所示的非隔离稳压均流电路,非隔离稳压均流电路中的第一电感L1从上述的电流合路模块接入第一直流电Vin+。
[0120] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。更多

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,最快多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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