[发明专利]具有多绕组电感器的谐振模式功率供应

说明书

技术领域

本发明涉及具有用于直流电压变换的多绕组电感器的谐振模式功率供应。

背景技术

已知的谐振模式功率供应通常在由从电压源功率供应供应的可控制半导体器件（最通常为晶体管）构成的桥或半桥配置中包括开关，在桥或半桥对角中，连接有具有通过输出变压器所连接的负载的谐振电路。

在波兰专利申请P-313150中，描述了这样的谐振模式功率供应，该谐振模式功率供应与负载无关地保持谐振电路的恒定质量因数。谐振模式功率供应集成质量因数限制器，所述质量因数限制器包括变压器，其中主绕组与谐振电路电容器并行连接，而所述变压器的次绕组与功率供应源连接，以允许将额外的能量从所述电容器馈送回所述源。该谐振模式功率供应的区别性的特征在于能够以短路输出电路和打开输出电路两者进行正确操作的能力。

在波兰专利申请P-339678中，采用具有与所需要的谐振电路能力相同的等同能力的电容式分压器而不是变压器。通过在电流开关功率供应总线和电容式分压器电容器的公共节点之间连接二极管限制器，限制在此点的电压幅度，因此实现了能量再循环和对串行谐振电路质量因数的限制。

根据专利文献P-313150和P-339678的具有能量再循环的功率供应的技术缺陷在于，在这两者中，在负载降低（即负载阻抗增加）的情况中，串行电路电流也降低并且其波形变为与期望的正弦曲线形不同。在专利申请P-313150中描述的方案的另一个主要的技术缺陷在于能量再循环电路使得使用与输出变压器的功率几乎相同的功率的变压器成为必需。在现有技术文献中描述的方案使用通过整流器连接到功率供应源的输出变压器的额外的绕组，以便稳定输出电压或限制所述输出电压，其中所述输出电路变为打开。

根据美国专利申请US2006/0227577，已知用于利用逆变器操作的谐振逆变器。逆变器使得从可更新的能量源获取的波动的和相对较低的电压变换为电网所需的电平。变换器包括并行谐振链路，通过开关元件从低压直流功率供应向所述并行谐振电路输入直流功率。通过零电压开关执行DC-AC变换。高频变压器的主侧连接到提供了电隔离和高压的生成的并行谐振电路。变压器的辅侧通过串行的谐振电路连接到整流器。变换器提供具有大约25-30%的输出电压变化的450V的输出电压。所描述的变换器结构对于快速负载变化敏感。如果在最大输出功率处，突然出现与负载断开连接，在谐振电路中存储的能量（其通常比在单个换相周期期间发送到负载的能量大得多）可以产生超过可允许的值的在换相电路中的电流。

本发明的目的在于开发出用于直流电压转换的谐振模式功率供应，其特征在于与负载无关的谐振电路中的正弦电流以及对输出功率中的快速变化的高抗扰度。

发明内容

本发明的一个目的在于一种谐振模式功率供应，包括以桥或半桥配置连接的开关组件、以桥或半桥对角连接的串行谐振电路以及控制器，通过多绕组电感器形成串行谐振电路的一部分，通过所述多绕组电感器连接负载，并且所述控制器被配置为通过控制所述开关组件的开关频率来稳定输出电压或电流。所述串行谐振电路包括能量再循环电路和电流监控电路，所述能量再循环电路用于限制谐振电路质量因数并通过二极管整流器连接到供应电压节点，并且所述电流监控电路被配置为监控所述再循环电路电流，并且通过所述控制器，改变所述开关组件的开关频率，以便在所述能量自循环电路中的所述电流超过阈值时，减小供应到所述谐振电路的功率。

优选地，多绕组电感器漏电感构成20%到80%的串行谐振电路电感。

优选地，所述电流监控电路被配置为，即使在所述谐振电路振荡的单个周期期间，也通过所述控制器实现所述开关组件的开关频率中的变化。

优选地，所述电流监控电路被配置为，通过所述控制器实现所述开关组件的开关频率中的增加。

优选地，所述电流监控电路适用于通过所述控制器关断所述开关组件。

优选地，所述能量再循环电路与谐振电路电容器并行连接。

优选地，主谐振电路的电感元件具有集成电感器的形式。

优选地，所述能量再循环电路通过多绕组电感器以强磁耦合连接到谐振电路的电感元件。

优选地，主谐振电路的电感元件具有所述集成电感器的形式。

优选地，电容器与所述开关中的每一个分别并行连接。

附图说明

将通过附图上的示例性实施例来示出本发明，在附图中：