高電壓直流取電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高電壓直流取電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(簡稱“機(jī)組”)中變流器設(shè)計水平的不斷提高，從直流母線取電給機(jī)組內(nèi)控制系統(tǒng)供電已逐漸成為機(jī)組中控制系統(tǒng)供電發(fā)展的趨勢。常規(guī)的DC/DC開關(guān)電源對功率器件的耐壓要求較高，輸入電壓范圍也相對較窄，對應(yīng)的常規(guī)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如單端正激電路和功率器件多用于100V以下的工作環(huán)境。目前國內(nèi)外對高壓直流取電的研宄也大都針對直流母線電壓在1000V以下的變流系統(tǒng)中。
[0003]而對于機(jī)組中變流器的高壓系統(tǒng)，其正常工作電壓通常高于1000V，因此，現(xiàn)有的電路拓?fù)鋭t無法滿足機(jī)組變流器的設(shè)計要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實施例提供一種高電壓直流取電電路，以實現(xiàn)變流器在高壓系統(tǒng)中進(jìn)行直流取電，同時提高電路的穩(wěn)定性。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例提供了一種高電壓直流取電電路，包括:
[0006]高頻隔離變壓器、供電回路、輸出整流二極管、續(xù)流二極管以及依次串聯(lián)的磁復(fù)位回路、第一 MOS晶體管和第二 MOS晶體管；
[0007]所述磁復(fù)位回路并聯(lián)在所述高頻隔離變壓器的一次側(cè)；所述高頻隔離變壓器的一次側(cè)的高壓端為所述高電壓直流取電電路輸入端的高壓端；所述第二 MOS晶體管的源極為所述高電壓直流取電電路輸入端的低壓端；
[0008]所述供電回路與所述第一 MOS晶體管和第二 MOS晶體管連接，用于向所述第一 MOS晶體管和第二 MOS晶體管提供驅(qū)動脈沖；
[0009]所述高頻隔離變壓器的二次側(cè)連接所述輸出整流二極管和續(xù)流二極管，所述續(xù)流二極管兩端為所述高電壓直流取電電路的電壓輸出端。
[0010]如上所述的高電壓直流取電電路，所述供電回路具體包括:啟動供電單元、自供電單元、脈沖控制回路；
[0011]所述啟動供電單元、所述自供電單元的輸出端分別與所述脈沖控制回路的輸入端連接；且分別還與所述第一 MOS晶體管的柵極相連接。
[0012]如上所述的高電壓直流取電電路，還包括:第一導(dǎo)通二極管和第一穩(wěn)壓二極管；
[0013]所述啟動供電單元、所述自供電單元的輸出端分別與所述第一導(dǎo)通二極管的正極連接，所述第一導(dǎo)通二極管的負(fù)極與所述第一 MOS晶體管的柵極連接；
[0014]所述第一穩(wěn)壓二極管的正極與所述第一 MOS晶體管的源極連接；所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與所述第一 MOS晶體管的柵極連接。
[0015]如上所述的高電壓直流取電電路，所述啟動供電單元包括:供電三極管、與所述供電三極管連接的限流電阻、第二穩(wěn)壓二極管和充電電容；
[0016]所述第二穩(wěn)壓二極管的正極與所述高電壓直流取電電路輸入端的低壓端連接；所述第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與所述供電三極管的基極連接；所述第二穩(wěn)壓二極管的正極和所述供電三極管的發(fā)射極兩端構(gòu)成所述啟動供電單元的輸出端，并與所述充電電容并聯(lián)；所述供電三極管的集電極與所述高電壓直流取電電路輸入端的高壓端連接。
[0017]如上所述的高電壓直流取電電路，所述自供電單元包括:自供電變壓器、第二導(dǎo)通二極管；
[0018]所述自供電變壓器的一次側(cè)設(shè)置在所述輸出整流二極管與所述高電壓直流取電電路輸出端的高壓端之間的高壓端支路上；
[0019]所述自供電變壓器的二次側(cè)的高壓端與所述第二導(dǎo)通二極管的正極連接，所述第二導(dǎo)通二極管的負(fù)極與所述高電壓直流取電電路輸出端的低壓端構(gòu)成所述自供電單元的輸出端。
[0020]如上所述的高電壓直流取電電路，所述脈沖控制回路包括:脈沖控制芯片和采樣電阻；
[0021]所述脈沖控制芯片的輸入端為所述脈沖控制回路的電壓輸入端；所述脈沖控制芯片的輸出端與所述第二 MOS晶體管的柵極連接；所述脈沖控制芯片的采樣輸入端通過所述采樣電阻與所述第二 MOS晶體管的源極連接。
[0022]如上所述的高電壓直流取電電路，所述磁復(fù)位回路包括:復(fù)位電容、復(fù)位電阻和復(fù)位二極管；
[0023]所述復(fù)位電容和所述復(fù)位電阻并聯(lián)連接后一端與所述復(fù)位二極管的負(fù)極連接，另一端與所述高頻隔離變壓器的一次側(cè)的高壓端連接；所述復(fù)位二極管的正極與所述高頻隔離變壓器的一次側(cè)的低壓端連接。
[0024]如上所述的高電壓直流取電電路，還包括:輸入濾波電容和輸出濾波電容；
[0025]所述輸入濾波電容并聯(lián)在所述高電壓直流取電電路的輸入端兩側(cè)；
[0026]所述輸出濾波電容并聯(lián)在所述高電壓直流取電電路的輸出端兩側(cè)。
[0027]本發(fā)明實施例提供的高電壓直流取電電路，利用兩個MOS晶體管串聯(lián)作為驅(qū)動高頻隔離變壓器的開關(guān)，而這兩個MOS晶體管聯(lián)合起到串聯(lián)分壓的作用，使得整個電路更適用于高電壓直流取電的電路環(huán)境。
【附圖說明】
[0028]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的單端正激電路的電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0029]圖2為本發(fā)明提供的高電壓直流取電電路的一個電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明提供的高電壓直流取電電路的另一個電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明提供的供電回路中啟動供電單元的電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0032]圖5為本發(fā)明提供的供電回路中自供電單元的電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0033]圖6為本發(fā)明提供的供電回路中脈沖控制回路的電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0034]圖7為本發(fā)明提供的磁復(fù)位回路的電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0035]圖8為本發(fā)明提供的高電壓直流取電電路的電路結(jié)構(gòu)原理圖。
[0036]附圖標(biāo)號說明
[0037]W-變壓器、Wl-原邊繞組、W2-副邊繞組、W3復(fù)位繞組、Q-開關(guān)管、Lf-輸出濾波電感、Cf輸出濾波電容、Vin-輸入電壓、Vo輸出電壓、ilf-Lf的感應(yīng)電流、Dl-輸出整流二極管、D2-續(xù)流二極管、D3-串聯(lián)二極管、D4-第一導(dǎo)通二極管、D5-第一穩(wěn)壓二極管、D6-第二穩(wěn)壓二極管、D7-第二導(dǎo)通二極管、D8-復(fù)位二極管、Tl-高頻隔離變壓器、T2-自供電變壓器、21-磁復(fù)位回路、22-供電回路、221-啟動供電單元、222-自供電單元、223-脈沖控制回路、Ql-第一 MOS晶體管、Q2-第二 MOS晶體管、Q3-供電三極管；R1、R2、R3-限流電阻、R4-采樣電阻、R5-復(fù)位電阻、R6、R7-電阻、Cl-充電電容、C2-復(fù)位電容、C3-輸入濾波電容、C4-輸出濾波電容、Ul-脈沖控制芯片。
【具體實施方式】
[0038]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的單端正激電路的電路結(jié)構(gòu)原理圖。如圖1所示，變壓器W有三個繞組:原邊繞組W1，副邊繞組W2和復(fù)位繞組W3 ;對應(yīng)的電壓分別為VW1，Vw2和Vw3;圖中圓點表示變壓器的同名端。D3是復(fù)位繞組W3的串聯(lián)二極管，開關(guān)管Q按脈寬調(diào)變(Pulse-ffidth Modulat1n, PWM)方式工作，Dl是輸出整流二極管，D2是續(xù)流二極管，且端電壓為V_t，Lf是輸出濾波電感，ilf是輸出濾波電感的感應(yīng)電流，Cf是輸出濾波電容，Vin是輸入電壓，V。是輸出電壓。
[0039]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的單端正激電路采用單只開關(guān)管Q控制變壓器W的開啟和關(guān)斷，而通常由MOS晶體管或三極晶體管構(gòu)成的開關(guān)管Q其耐壓通常在1000V以下，導(dǎo)致現(xiàn)有單端正激電路并不適用于風(fēng)電變流器的高壓