[发明专利]输入串联型多输出辅助电源的电流采样方法、控制策略

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术、开关电源技术领域。

背景技术

目前，各种高压输入场合逐渐增多，受器件电压等级等因素的限制，如何有效地降低各开关器件的电压应力一直是高压变换器设计过程中的难点。为了解决高压变换器电压应力高的问题，人们经常采用将多个电路在输入侧串联的形式来分担高压。

对于输入串联型变换器而言，其关键任务是实现各串联电路的输入均压。目前，关于各种均压控制方法的研究比较多，但如采用已有的各种控制方法，必然要增加一个高精度的控制器，这无疑增加了控制环节的复杂程度，降低了变换器的可靠性。多输出变换器一般应用于中小功率领域，对于中、小功率的变换器而言，整个系统的简单、可靠是十分重要的。

除了各种均压控制方法的研究，近年来，人们还对一些可实现自然均压的输入串联型变换器进行了研究。在这些自然均压的输入串联型变换器当中，基于变压器集成的输入串联型变换器适合在多输出中小功率领域应用。

现有的基于变压器集成的输入串联型多输出变换器主要有3种结构，如图1所示。3 种结构的变换器输入侧由N(N≥1)个基本电路单元串联构成，所有串联电路共用1个集成功率变压器T(图中各绕组上的“黑点”表示变压器各绕组的同名端对应关系)和n(n≥1)个输出回路。其中：U_i为直流输入电压，U_i1,U_i2,...,U_iN为各串联电路的输入电压；C_i1,C_i2,...,C_iN (C_i1＝C_i2＝...＝C_iN)为各串联电路输入侧的滤波电容；S₁,S₂,...,S_N(结构方案1)以及S₁₁,S₁₂,S₂₁, S₂₂,...,S_N1,S_N2(结构方案2、3)为开关管(一般为电力MOSFET开关管)；D₁₁,D₁₂,D₂₁,D₂₂,..., D_N1,D_N2(结构方案2、3)为箝位二极管；i_p1,i_p2,...,i_pN为集成变压器各原边绕组电流；D_o1, D_o2,...,D_on(结构方案1、2)为各输出回路的整流二极管；D_o11,D_o12,D_o21,D_o22,...,D_on1,D_on2(结构方案3)为各输出回路的整流与续流二极管；L_f1,L_f2,...,L_fn为各输出回路的输出滤波电感 (结构方案3)；C_o1,C_o2,...,C_on为各输出回路的输出滤波电容；U_o1，U_o2，...，U_on为各输出回路的直流输出电压。图1中3个变换器各串联电路具有相同的结构及器件参数，并且所有开关管同时开通与关断，在理想情况下，由于变压器原边绕组的相互耦合作用，各串联电路可自动实现输入均压，即：U_i1＝U_i2＝...＝U_iN＝U_i/N。