本發(fā)明涉及風力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及變槳距控制器的電源驅(qū)動領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

變槳系統(tǒng)是風力發(fā)電機的重要組成部分，其中，變槳距控制器按照要求以特定的方式控制電機運轉(zhuǎn)，具體由變槳距控制器內(nèi)部的對應(yīng)功率MOS管以某種時序?qū)ń刂箤崿F(xiàn)；為了使各功率MOS管正常工作，需要提供其所需功率大小的穩(wěn)壓電源；對于2MW的風電變槳距控制器，變槳系統(tǒng)采用的是75V超級電容器電池作為穩(wěn)壓電源的供電模塊；穩(wěn)壓電源的輸入電壓范圍在變槳距控制器的欠壓保護電壓29V與超級電容器的滿充電壓85V之間，電壓變化范圍較寬，目前用于提供功率MOS管工作電源的電路結(jié)構(gòu)簡單，電壓調(diào)整率、負載調(diào)整率差，過流保護功能效果欠佳或者是滿足了電壓調(diào)整率及負載調(diào)整率，但結(jié)構(gòu)復雜，成本較高；為了使問題得到解決或改善，我們有必要設(shè)計一種新的穩(wěn)壓電源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡潔，電壓輸出穩(wěn)定性好，用于變槳距控制器的雙反饋多路輸出開關(guān)電源。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

用于變槳距控制器的雙反饋多路輸出開關(guān)電源，以超級電容器作為供電模塊；包含隔離反激式開關(guān)電源拓撲結(jié)構(gòu)，其反激變壓器的副邊包含反饋繞組及6路用于提供功率MOS管導通電源的輸出繞組；在反激變壓器原邊的兩端匹配連接有開關(guān)MOS管保護電路；控制開關(guān)MOS管的脈寬調(diào)制控制器為電流型單端輸出式脈寬調(diào)制器；反饋繞組的電壓輸出端由電壓反饋電路及電流反饋電路分別反饋連接至脈寬調(diào)制控制器的電壓反饋引腳、電流檢測引腳；同時還包含基于脈寬調(diào)制控制器連接的PI調(diào)節(jié)電路，以縮短電壓反饋閉環(huán)、電流反饋閉環(huán)的反應(yīng)時間。

進一步的，各輸出繞組的輸出兩端之間均連接有限壓濾波模塊；限壓濾波模塊包含穩(wěn)壓二極管、濾波電阻及兩個濾波電容；穩(wěn)壓二極管的陽極與輸出繞組的低電位側(cè)輸出端相連，穩(wěn)壓二極管的陰極與濾波電阻的一端相連；濾波電阻的另一端與輸出繞組的高電位側(cè)輸出端相連；兩個濾波電容串聯(lián)后整體并接到輸出繞組的輸出端，且其串聯(lián)相接點與穩(wěn)壓二極管的陰極相連后作為參考輸出端與功率MOS相連。

進一步的，所述的電流反饋電路包含原邊繞組電流反饋電路與反饋繞組電流反饋電路；原邊繞組電流反饋電路包含串接在開關(guān)MOS管源極與供電模塊負極之間的取樣電阻；反饋繞組電流反饋電路包含反饋二極管、反饋穩(wěn)壓管與調(diào)節(jié)電阻；反饋二極管的陽極與反饋繞組的輸出相連，反饋二極管的陰極與反饋穩(wěn)壓管的陰極相連，反饋穩(wěn)壓管的陽極與取樣電阻串聯(lián)至取樣電阻與開關(guān)MOS管源極相接的一端；反饋穩(wěn)壓管的陽極與調(diào)節(jié)電阻相接的一端連接至脈寬調(diào)制控制器的電流檢測引腳。

進一步的，所述脈寬調(diào)制控制器的輸出端經(jīng)過分壓電路連接到開關(guān)MOS管的柵極，且在開關(guān)MOS管的柵極與供電模塊的負極之間連接有鉗位單元，用于將柵極電壓在脈寬調(diào)制控制器輸出關(guān)斷信號期間鉗位在截止開關(guān)MOS管的控制電壓范圍。

進一步的，還包含輸入整流濾波模塊，其一端與供電模塊的正極相連，另一端與反激變壓器原邊的輸入端相連。

進一步的，在反激變壓器原邊的輸入端與脈寬調(diào)制控制器的電源引腳之間連接有啟動電路。

進一步的，反饋繞組經(jīng)過整流二極管及3.3V穩(wěn)壓管連接至脈寬調(diào)制控制器的電源引腳。

進一步的，反饋繞組的輸出電壓為15V，各輸出繞組的高電位輸出端與其參考輸出端之間的電壓為15V，低電位輸出端與參考輸出端之間的電壓為-5V。

本發(fā)明根據(jù)功率MOS管的數(shù)量及最優(yōu)驅(qū)動電壓設(shè)計了包含多路輸出繞組的開關(guān)電源，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；基于電流控制型脈寬調(diào)制控制器，通過電壓反饋電路保證了輸出電壓的穩(wěn)定，通過電流反饋電路起到了輸出過流保護，且由PI調(diào)節(jié)電路保證了電壓閉環(huán)控制及電流閉環(huán)控制的動態(tài)適應(yīng)，實現(xiàn)了輸出電壓的穩(wěn)定；鉗位單元保證了開關(guān)MOS管的切換動作敏捷性，電路更為可靠。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

結(jié)構(gòu)簡潔，電路穩(wěn)定性好，可靠性高，且成本低。

附圖說明

圖1為實施例的電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明中的技術(shù)方案進一步說明。

一種用于變槳距控制器的雙反饋多路輸出開關(guān)電源，以超級電容器作為供電模塊；包含隔離反激式開關(guān)電源拓撲結(jié)構(gòu)，如圖1所示，其反激變壓器的副邊包含反饋繞組（14-11）及6路用于提供功率MOS管導通電源的輸出繞組；在反激變壓器原邊的兩端匹配連接有開關(guān)MOS管保護電路，如圖1所示，所述的開關(guān)MOS管保護電路由R2、C6、C4、C11、R6、R7、D7分別組成RC網(wǎng)絡(luò)連接到供電模塊的負極-BATT, 當開關(guān)MOS管Q1在高速的開通與關(guān)斷的過程中，原邊變壓器繞組會產(chǎn)生一個很大的反向電壓，很容易損壞開關(guān)MOS管Q1，這些電路在開關(guān)MOS管的開通、關(guān)斷過程中，能夠起到緩沖高壓，吸收和釋放尖峰電壓的作用；控制開關(guān)MOS管的脈寬調(diào)制控制器為電流型單端輸出式脈寬調(diào)制器，作為優(yōu)選方案，使用UCx843系列芯片作為脈寬調(diào)制控制器，其電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率特性很好，芯片內(nèi)部的誤差放大器、電流檢測比較器能分別構(gòu)成電壓閉環(huán)控制與電流閉環(huán)控制；脈寬調(diào)制控制器U1的1腳為誤差放大器的輸出端，2腳為電壓反饋引腳，即芯片U1內(nèi)部誤差放大器的反相輸入端；芯片的3腳為電流檢測引腳；反饋繞組的電壓輸出端由電壓反饋電路及電流反饋電路分別反饋連接至脈寬調(diào)制控制器的電壓反饋引腳、電流檢測引腳；脈寬調(diào)制控制器U1的1腳與2腳之間連接有電容C18，且經(jīng)過電阻R14連接到供電模塊的負極，與脈寬調(diào)制控制器U1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成了PI調(diào)節(jié)電路，以縮短電壓反饋閉環(huán)、電流反饋閉環(huán)的控制反應(yīng)時間。

各輸出繞組的輸出兩端之間均連接有限壓濾波模塊；限壓濾波模塊包含穩(wěn)壓二極管、濾波電阻及兩個濾波電容；穩(wěn)壓二極管的陽極與輸出繞組的低電位側(cè)輸出端相連，穩(wěn)壓二極管的陰極與濾波電阻的一端相連；濾波電阻的另一端與輸出繞組的高電位側(cè)輸出端相連；兩個濾波電容串聯(lián)后整體并接到輸出繞組的輸出端，且其串聯(lián)相接點與穩(wěn)壓二極管的陰極相連后作為參考輸出端與功率MOS相連；各輸出繞組的高電位輸出端與其參考輸出端之間的電壓為15V，低電位輸出端與參考輸出端之間的電壓為-5V；反饋繞組經(jīng)D16整流后輸出15V電壓。

所述的電流反饋電路包含原邊繞組電流反饋電路與反饋繞組電流反饋電路；原邊繞組電流反饋電路包含串接在開關(guān)MOS管源極與供電模塊負極之間的取樣電阻R16；反饋繞組電流反饋電路包含反饋二極管D20、反饋穩(wěn)壓管D21與調(diào)節(jié)電阻R13；反饋二極管D20的陽極與反饋繞組的輸出相連，反饋二極管D20的陰極與反饋穩(wěn)壓管D21的陰極相連，反饋穩(wěn)壓管D21的陽極與取樣電阻R16串聯(lián)至取樣電阻與開關(guān)MOS管Q1源極相接的一端；反饋穩(wěn)壓管D21的陽極與調(diào)節(jié)電阻R16相接的一端連接至脈寬調(diào)制控制器U1的電流檢測引腳；變壓器原邊繞組電流反饋主要由取樣電阻R16將電流量變?yōu)殡妷毫?，變壓器原邊電感電流流?jīng)該電阻產(chǎn)生的電壓經(jīng)濾波后送入U1的腳3，構(gòu)成電流控制閉環(huán)；當開關(guān)管Q1出現(xiàn)過電流時，電阻R16上測得的過電流信號，輸送到電流測定比較器的同相輸人端，只要R16上的電壓達到1V，電流測定比較器動作，通過PWM鎖存器使開關(guān)管關(guān)斷，實現(xiàn)過電流保護功能；而反饋繞組的輸出經(jīng)過D20的0.3V壓降，反饋穩(wěn)壓管D21壓降18V，最后將反饋輸出的電壓加到電流反饋端，正常的應(yīng)該在1V以內(nèi)，當反饋輸出過壓時，即輸出大于20V時，則芯片就會停止輸出，實現(xiàn)過流保護；雙重的過流保護能夠?qū)崟r的檢測變壓器輸入輸出電流，實現(xiàn)雙重保護。

所述脈寬調(diào)制控制器的輸出端經(jīng)過分壓電路連接到開關(guān)MOS管的柵極，且在開關(guān)MOS管Q1的柵極與供電模塊的負極之間連接有鉗位單元，即鉗位二極管D22，由于開關(guān)MOS管的輸入電容較高，在開關(guān)MOS管Q1高速通斷的過程中（即是對MOS管電容的充放電），放電的速度遠遠趕不上充電的速度。在柵極加上了鉗位二級管D22后，當輸出高電平時，開關(guān)MOS管Q1導通，D22關(guān)斷；當輸出低電平時，開關(guān)MOS管關(guān)斷，此時，MOS管柵極點位被鉗位到0V以下（-0.3V)，對于開關(guān)MOS管輸入電容即可實現(xiàn)快速的放電，為下次充電做準備。

還包含輸入整流濾波模塊，由100nk 250v CBB電容C3、整流二極管D2組成，供電模塊的正極+BATT與整流二極管D2的陽極相連，整流二極管D2的陰極與反激變壓器原邊的輸入端相連。

在反激變壓器原邊的輸入端與脈寬調(diào)制控制器的電源引腳之間連接有啟動電路；啟動電路由R3、C7、C8、R9、發(fā)光二極管D13組成；當電路剛接通的時候，C7和C8開始充電，當其并聯(lián)的電壓充至U1啟動電壓的時候，電路啟動，啟動電流僅為1mA；即當電容C7、C8上的電壓高于U1啟動電壓時，芯片U1開始工作，這樣避免了剛接通電源的瞬間尖峰電壓對芯片U1的損害；芯片U1啟動后由反饋繞組提供維持芯片正常工作需要的電壓。當電路一旦正常工作，由反饋繞組進行對芯片U1的自供電；反饋繞組上的電壓經(jīng)過D18整流，且分出0.7V電壓，經(jīng)過3.3V穩(wěn)壓管D17，再經(jīng)過C8、C7去耦電容，給芯片U1提供16V電源；一個小電容和一個大電容同時并聯(lián)接地，使得雙路結(jié)構(gòu)在更寬的頻率范圍內(nèi)降低電源的阻抗，以提高電源的性能；發(fā)光二極管D13用作電源指示燈，R9是發(fā)光二極管D13的保護電阻。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。