[发明专利]一种多模块组合变换器及其软启动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合变换器，尤其涉及一种多模块输入串联输出并联组合变换器及其软 启动控制方法，属于直直变换器控制领域。

背景技术

随着全球温室效应的加剧、化石能源的日渐枯竭及电力电子技术的发展，以风力发电为 代表的新能源得到越来越广泛的应用。

风力并网发电由于风能不稳定，不可控，会对电网造成污染，因而成本较高。非并网风 力发电可以将电能直接用于化工、冶炼等高耗能产业，这些产业用电具有直流负载特性，且 负载电流一般较大。从风机发出的电流经过交流到直流变换，得到高压直流电以便传输，这 样就需要能够承受输入高压和输出大电流的变换器。输入串联输出并联组合变换器可以满足 这一要求，并且还有诸多优点：如模块化，开关管电压应力小，经济性和可靠性好等。模块 选用结构简单，能够软开通的半桥直流变压器，通过多个模块的串联，可以根据输入电压和 模块的耐压选择模块数量，具有很高的灵活性和通用性，同时输出功率是各个模块的和，保 证了输出的稳定。

半桥变换器有较大的输出滤波电容以稳定输出电压，因而启动时电流尖峰很大，对开关 管的冲击很大，可能会使开关管损坏。为了使电路可靠启动，不得不选择高功率等级的开关 管，增加了电路的成本。现有组合变换器由于模块各参数不可能一致，会有模块先启动，此 模块由于率先向副边供电而导致输入电压降低，同时其他未启动的模块输入电压升高，可能 会因为电压过高而损坏器件，降低了电路的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：在以半桥直流变压器为基础的多模块输入串联输出并联组 合变换器的基础上提出一种可靠性高成本低的加入软启动控制电路的组合变换器及其软启动 控制方法。

一种多模块组合变换器，包括n个模块，n为大于1的自然数，每个模块均包括半桥直 流变压器，所述半桥直流变压器包括电源电路、变换电路、主变压器和输出整流滤波电路， 其中：变换电路包含两个功率开关管，输出整流滤波电路包括两个二极管、滤波电容和负载， 每个模块还包括电流峰值抑制及输入均压控制电路和开关管驱动电路，其中：电流峰值抑制 及输入均压控制电路包括迟滞比较器、反相器、单门限比较器、逻辑或门、控制开关管、电 阻和电压控制电压源及电流控制电压源，电压控制电压源连接在半桥直流变压器的电源电路 的正负输入端之间，电流控制电压源的电流输入端连接半桥直流变压器的输出整流滤波电路 的两个二极管的阴极，电流控制电压源的电流输出端连接滤波电容及负载的一端；第一参考 基准电压接入迟滞比较器的同相输入端，迟滞比较器的反相输入端连接上述电流控制电压源 以接入采样电压，迟滞比较器的输出端连接反相器的反相输入端，第二参考基准电压接入单 门限比较器的反相输入端，单门限比较器的反相输入端还连接上述电压控制电压源以接入输 入电压采样值，单门限比较器的同相输入端接地，单门限比较器的输出端和反相器的输出端 均连接逻辑或门的输入端，逻辑或门的输出端连接控制开关管的基极，控制开关管的发射极 连接反相器的同相输入端并接地，控制开关管的集电极连接电阻的一端；开关管驱动电路包 括驱动芯片和软启动电容，驱动芯片的软启动端分别连接软启动电容的一端和电阻的另一端， 软启动电容的另一端连接驱动芯片的地端并接地，驱动芯片的驱动信号输出端SA和SB端分 别与半桥直流变压器的变换电路中的两个功率开关管的栅极连接；其中：采样电压为滤波前 的输出电流电压采样值。