CN102368666A - 一种逆变器及其辅助电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种逆变器及其辅助电源，所述辅助电源包括输入接口模块和输出模块，其中，所述输出模块包括至少一个正激变换单元，且每个正激变换单元包括开关电源控制芯片；所述输入接口模块从电网电压取电，并对电网电压进行处理，分别为正激变换单元的直流母线提供第一直流电压，及为开关电源控制芯片提供第二直流电压。实施本发明的技术方案，由于不需要为开关电源控制芯片设计自供电回路，所以即使在逆变器的辅助电源宽范围输入电压的情况下，提供至直流母线的第一直流电压过大时，也不会产生损耗，提高了整个***的输出效率。另外，由于输出模块采用了正激变换单元，也使得该辅助电源满足了逆变器功率等级不断提高的要求。

Description

一种逆变器及其辅助电源
技术领域
本发明涉及电压变换领域，尤其涉及一种逆变器及其辅助电源。
背景技术
逆变器的辅助电源常用主电路拓扑是单端反激变换和双管正激变换，但这两种拓扑都各有缺点：采用单端反激变换拓扑的电源体积小，自供电损耗小，输出电流纹波较大，适用于小功率输出场合；采用双管正激变换拓扑的电源体积较大，自供电损耗也随着输入电压升高而增大，输出电流纹波较小，适用于大功率输出场合。
下面着重说明下双管正激变换拓扑，结合图1所示的传统的双管正激变换拓扑的电路图，开关电源控制芯片U1可选用UC284X系列芯片，是整个开关电源电路的核心控制器件，开关电源控制芯片U1需要稳定的直流电压持续供电才能工作，而逆变器的辅助电源电路本身的功能是给下一级电路供电，所以辅助电源需要设计自供电回路。如图1所示，该双管正激拓扑工作过程是：直流电压Vdc通过电阻R1给电容C1、C2充电，当电容C1、C2电压达到开关电源控制芯片U1的启动电压后，开关电源控制芯片U1开始发波使开关管G1、G2开始工作，这时变压器副边绕组开始上电工作，该变压器的自供电副边绕组提供稳定的直流电压Vcc使开关电源控制芯片U1稳定工作，从而使整个电路能稳定输出电压Vout供给下一级电路。电路中电阻R1、电容C1使启动电路为开关电源控制芯片U1提供一个初始的启动电压，二极管D1是整流二极管，电感L1、电容C2是滤波电路，电阻R2和稳压二极管D2用于卸放多余的能量，从而使电容C2的电压稳定在稳压二极管D2的电压，保护开关电源控制芯片U1不至于过压损坏。在图1中，在直流电压Vdc较低时，电阻R2、稳压二极管D2、电阻R1的损耗较小。但是，直流电压Vdc增大时，它们的损耗也随之增大。逆变器辅助电源的直流电压Vdc是一个宽范围输入，在输入电压Vdc较大时会降低整个***的输出效率。
随着逆变器功率等级的不断提高，对辅助电源功率需求也不断增大，单端反激变换拓扑已经不能满足大功率辅助电源的设计需求，而逆变器的辅助电源宽范围输入电压也使双管正激变换拓扑的自供电损耗非常大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述逆变器的辅助电源不能满足大功率的要求，或在宽范围输入电压时自供电损耗大的缺陷，提供一种逆变器的辅助电源，既能满足大功率的要求，又能在宽范围输入电压时降低自供电损耗。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种逆变器的辅助电源，所述辅助电源包括输入接口模块和输出模块，其中，所述输出模块包括至少一个正激变换单元，且每个正激变换单元包括开关电源控制芯片；所述输入接口模块从电网电压取电，并对电网电压进行处理，分别为所述正激变换单元的直流母线提供第一直流电压，及为所述开关电源控制芯片提供第二直流电压。
在本发明所述的辅助电源中,所述输入接口模块包括依次相连的第一整流单元和单端反激变换单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述单端反激变换单元将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。 
在本发明所述的辅助电源中,所述输入接口模块包括依次相连的第一整流单元和BUCK变换单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述BUCK变换单元将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。
在本发明所述的辅助电源中,所述输入接口模块包括依次相连的第一整流单元和BUCK/BOOST变换单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述BUCK/BOOST变换单元将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。
在本发明所述的辅助电源中,所述输入接口模块包括依次相连的第一整流单元和推挽变换单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述推挽变换单元将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。
在本发明所述的辅助电源中,所述输入接口模块包括依次相连的第一整流单元和线性稳压单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述线性稳压单元将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。
在本发明所述的辅助电源中,所述输入接口模块包括第一整流单元和第二整流单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述第二整流单元将电网电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。
在本发明所述的辅助电源中, 所述第一整流单元为全桥整流单元或半桥整流单元。
本发明还构造一种逆变器，包括以上所述的辅助电源。
在本发明所述的逆变器中，所述逆变器为光伏逆变器或电池储能逆变器。
实施本发明的技术方案，将电网电压处理成两路不同的直流电压，一路为输出模块中的多个正激变换单元的直流母线提供第一直流电压，另一路为输出模块中的多个正激变换单元的开关电源控制芯片提供第二直流电压，这样，开关电源控制芯片就能在稳定的第二直流电压的持续供电下正常工作，从而使整个电路能稳定输出电压供给下一级电路，实现该辅助电源的功能。在该技术方案中，由于不需要为开关电源控制芯片设计自供电回路，所以即使在逆变器的辅助电源宽范围输入电压的情况下，提供至直流母线的第一直流电压过大时，也不会产生损耗，提高了整个***的输出效率。另外，由于输出模块采用了正激变换单元，也使得该辅助电源满足了逆变器功率等级不断提高的要求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术中逆变器的辅助电源的正激变换单元的电路图；
图2是本发明逆变器的辅助电源实施例一的逻辑结构图；
图3是图2中正激变换单元的电路图；
图4是图2中输入接口模块实施例一的电路图；
图5是图2中输入接口模块实施例二的逻辑图；
图6是图2中输入接口模块实施例三的逻辑图；
图7是图2中输入接口模块实施例四的逻辑图；
图8是图2中输入接口模块实施例五的逻辑图；
图9是图2中输入接口模块实施例六的逻辑图。
具体实施方式
如图2所示，在本发明逆变器的辅助电源实施例一的逻辑结构图中，该辅助电源包括相连的输入接口模块100和输出模块200，其中，输出模块200包括至少一个正激变换单元210、220、…、230，且每个正激变换单元包括开关电源控制芯片，结合图3所示的正激变换单元，该正激变换单元包括开关电源控制控制芯片U1。输入接口模块100从电网电压取电，并对电网电压进行处理，并且分别为正激变换单元的直流母线提供第一直流电压Vdc，及为开关电源控制芯片U1提供第二直流电压Vcc。
实施该实施例的技术方案，将电网电压处理成两路不同的直流电压，一路为输出模块中的多个正激变换单元的直流母线提供第一直流电压Vdc，另一路为输出模块中的多个正激变换单元的开关电源控制芯片U1提供第二直流电压Vcc，这样，开关电源控制芯片U1就能在稳定的第二直流电压的持续供电下正常工作，其通过控制向开关管G1、G2发波，使变压器的副边绕组上电工作，从而使整个电路能稳定输出电压Vout供给下一级电路，实现该辅助电源的功能。在该实施例中，由于不需要为开关电源控制芯片U1设计自供电回路，所以即使在提供至直流母线的第一直流电压过大时，也不会产生损耗，提高了整个***的输出效率。另外，由于输出模块采用了正激变换单元，也使得该辅助电源满足了逆变器功率等级不断提高的要求。
图4是上述实施例一中输入接口模块实施例一的电路图，该输入接口模块包括依次相连的第一整流单元111和单端反激变换单元121。其中，第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压Vdc，并输出至直流母线。单端反激变换单元121将第一直流电压Vdc转换成第二直流电压Vcc，并为输出模块中的多个正激变换单元的开关电源控制芯片供电。 
图5是上述实施例一中输入接口模块实施例二的逻辑图，该输入接口模块包括依次相连的第一整流单元111和BUCK变换单元122。第一整流单元111将电网电压转换成第一直流电压Vdc，并输出至直流母线。BUCK变换单元122将第一直流电压Vdc转换成第二直流电压Vcc，并为输出模块中的多个正激变换单元的开关电源控制芯片供电。
图6是上述实施例一中输入接口模块实施例三的逻辑图，该输入接口模块包括依次相连的第一整流单元111和BUCK/BOOST变换单元123。第一整流单元111将电网电压转换成第一直流电压Vdc，并输出至直流母线。BUCK/BOOST变换单元123将第一直流电压Vdc转换成第二直流电压Vcc，并为输出模块中的多个正激变换单元的开关电源控制芯片供电。
图7是上述实施例一中输入接口模块实施例四的逻辑图，该输入接口模块包括依次相连的第一整流单元111和推挽变换单元124。第一整流单元111将电网电压转换成第一直流电压Vdc，并输出至直流母线。推挽变换单元124将第一直流电压Vdc转换成第二直流电压Vcc，并为输出模块中的多个正激变换单元的开关电源控制芯片供电。
图8是上述实施例一中输入接口模块实施例五的逻辑图，该输入接口模块包括依次相连的第一整流单元111和线性稳压单元125。第一整流单元111将电网电压转换成第一直流电压Vdc，并输出至所述直流母线。线性稳压单元125将第一直流电压Vdc转换成第二直流电压Vcc，并为输出模块中的多个正激变换单元的开关电源控制芯片供电。
图9是上述实施例一中输入接口模块实施例六的逻辑图，该输入接口模块包括第一整流单元111和第二整流单元126。第一整流单元111将电网电压转换成第一直流电压Vdc，并输出至所述直流母线。第二整流单元126将电网电压转换成第二直流电压Vcc，并为输出模块中的多个正激变换单元的开关电源控制芯片供电。优选地，该实施例中的第二整流单元126可为全桥整流单元或半桥整流单元。
优选地，上述任一实施例中的第一整流单元111可为全桥整流单元或半桥整流单元。
本发明还构造一种逆变器，包括以上任一实施例所述的辅助电源，该逆变器可以是光伏逆变器或电池储能逆变器。 
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种逆变器的辅助电源，其特征在于，所述辅助电源包括输入接口模块和输出模块，其中，所述输出模块包括至少一个正激变换单元，且每个正激变换单元包括开关电源控制芯片；所述输入接口模块从电网电压取电，并对电网电压进行处理，分别为所述正激变换单元的直流母线提供第一直流电压，及为所述开关电源控制芯片提供第二直流电压。
2.根据权利要求1所述的辅助电源，其特征在于，所述输入接口模块包括依次相连的第一整流单元和单端反激变换单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述单端反激变换单元将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。
3.根据权利要求1所述的辅助电源，其特征在于，所述输入接口模块包括依次相连的第一整流单元和BUCK变换单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述BUCK变换单元将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。
4.根据权利要求1所述的辅助电源，其特征在于，所述输入接口模块包括依次相连的第一整流单元和BUCK/BOOST变换单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述BUCK/BOOST变换单元将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。
5.根据权利要求1所述的辅助电源，其特征在于，所述输入接口模块包括依次相连的第一整流单元和推挽变换单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述推挽变换单元将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。
6.根据权利要求1所述的辅助电源，其特征在于，所述输入接口模块包括依次相连的第一整流单元和线性稳压单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述线性稳压单元将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。
7.根据权利要求1所述的辅助电源，其特征在于，所述输入接口模块包括第一整流单元和第二整流单元，所述第一整流单元将电网电压转换成第一直流电压，并输出至所述直流母线，所述第二整流单元将电网电压转换成第二直流电压，并为所述开关电源控制芯片供电。
8.根据权利要求1-7任一项所述的辅助电源，其特征在于, 所述第一整流单元为全桥整流单元或半桥整流单元。
9.一种逆变器，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的辅助电源。
10.根据权利要求9所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器为光伏逆变器或电池储能逆变器。
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