[发明专利]一种多路隔离双向直流电传输电路

说明书

1 技术领域

本发明涉及一种多路隔离双向直流电传输电路，它是一种对多路不共地端口中任意几路间实现双向直流电传输的电路，属于直流电能变换技术领域。

2 技术背景

在一些直流电能应用场合，由多路不共地的直流电源单元组合起来，共同提供电能输出。为提高整体输出性能，需检测各直流电源单元的电压，并根据检测结果，在选定的单元间传输电能。

由于各直流电源单元不共地，现有的技术采用开关切换、线性光隔离或前端数字化等电路实现电压检测，采用电容网络、电感网络或隔离式直流开关电源等电路实现电能传输，整体电路复杂、成本高，可靠性差。

3 发明内容

3.1目的

本发明的目的是提供一种多路隔离双向直流电传输电路，它是一种单一电路，能够同时完成电压检测和电能传输，并且该电路结构较简单，以解决现有技术中电路复杂、成本高、可靠性差的问题。

3.2技术方案

本发明一种多路隔离双向直流电传输电路，如图1，其特征在于：它由第四换能单元4、第五换能单元5、第六换能单元6、第七换能单元7、磁耦合装置10、控制电路8及脉冲源9组成；脉冲源9与第四换能单元4、第五换能单元5、第六换能单元6和第七换能单元7连接并施加同步脉冲，控制电路8与第四换能单元4、第五换能单元5、第六换能单元6和第七换能单元7连接并施加选通信号，第四换能单元4、第五换能单元5、第六换能单元6和第七换能单元7通过磁耦合装置10互相连接，被施加选通信号的单元之间实现电能的互相传递。

如图1，所述的第四换能单元4、第五换能单元5、第六换能单元6和第七换能单元7，由负极端口11、正极端口12、滤波电容13、第十七换能线圈17、开关器件15及脉冲分配电路14组成。第一外部电源1、第二外部电源2和第三外部电源3，相应连接于负极端口11及正极端口12并引入相应的第四换能单元4、第五换能单元5、第六换能单元6；滤波电容13两端分别与负极端口11及正极端口12连接，对输入电源进行滤波；第十七换能线圈17正端与正级端口12连接，负端与开关器件15正端连接，开关器件15负端与负极端口11连接，形成可控制通断的主回路16；第十七换能线圈17与磁耦合装置10形成磁连接；脉冲分配电路14输入端与脉冲源9输出端连接，控制端与控制电路8输出端连接，输出端与开关器件15控制端连接。

该负极端口11是低接触电阻电连接器；

该正极端口12是低接触电阻电连接器；

该滤波电容13是高频低阻电解电容；

该第十七换能线圈17是高频低漏感绕组；

该开关器件15是低导通电阻MOS管；

该脉冲分配电路14是功率型与逻辑电路。

所述的磁耦合装置10是高频磁性材料构成的高耦合度低漏感磁耦合回路；

所述的控制电路8是单片机及周边电路；

所述的脉冲源9是高频PWM发生电路。

所述的第一外部电源1、第二外部电源2和第三外部电源3，是本发明的检测控制对象，为直流电源。

其中，所述的磁耦合装置10采用集中方案，由集中磁芯30构成；第四换能单元

4、第五换能单元5、第六换能单元6、第七换能单元7内部的第十七换能线圈17、第十八换能线圈18、第十九换能线圈19、第二十换能线圈20，共同绕在集中磁芯30上。见图3。

其中，所述的磁耦合装置10，采用分布方案，由第三十一分布磁芯31、第三十二分布磁芯32、第三十三分布磁芯33、第三十四分布磁芯34，绕在其上的第三十五耦合线圈35、第三十六耦合线圈36、第三十七耦合线圈37、第三十八耦合线圈38及耦合总线27组成；第四换能单元4、第五换能单元5、第六换能单元6、第七换能单元7内部的第十七换能线圈17、第十八换能线圈18、第十九换能线圈19、第二十换能线圈20，分别绕在第三十一分布磁芯31、第三十二分布磁芯32、第三十三分布磁芯33、第三十四分布磁芯34上。见图4。

当控制电路8对某些换能单元，例如第四换能单元4、第六换能单元6施加选通信号，脉冲分配电路14将脉冲源9输出脉冲传输至开关器件15，实现主回路16高频通断；相应的第一外部电源1，可通过第四换能单元4、磁耦合装置10、第六换能单元6，与外部电源3实现电能双向传输。