一种用于抑制母线电流尖峰的大功率脉冲负载电源
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-11-25 11:20:51
本发明公开了一种用于抑制母线电流尖峰的大功率脉冲负载电源,包括并联于前级供电系统和脉冲负载之间的双向储能变换器;双向储能变换器包括两条结构相同的反向并联的第一电感支路和第二电感支路;本发明解决了现有带双向储能变换器的脉冲负载电源轻/重载时因电感电流方向不同且不能突变带来母线电流尖峰的问题,提高了双向储能变换器的响应速度;脉冲负载工作时的脉冲频率和功率可任意变化,可适应任意供电电源系统。
本发明采用的技术方案是:一种用于抑制母线电流尖峰的大功率脉冲负载电源,包括并联于前级供电系统和脉冲负载之间的双向储能变换器;双向储能变换器包括两条结构相同的反向并联的第一电感支路和第二电感支路;第一电感支路包括依次串联的开关管S3、二极管 D1和电感L1;电感L1并联相互串联的开关管S4和二极管D2;开关管S3的第一端连接到前级电压的正极,第二端连接到二极管D1的正极;开关管S4的第二端连接到电感L1的一端,第一端连接到二极管D2的负极;二极管D2的正极连接到电感L1的另一端;第二电感支路包括依次串联的开关管S5、二极管D3和电感L2;电感L2并联相互串联的开关管S6和二极管 D4;开关管S5的第二端连接到前级电压的正极,第一端连接到二极管D3的负极;开关管S6的第一端连接到电感L2的一端,第二端连接到二极管D4的正极;二极管D4的负极连接到电感L2的另一端;第一电感支路和第二电感支路并联后依次串联开关管S2和电容Cb后连接到前级电压的正负极;开关管S2的第二端连接到电感L1的另一端,第一端连接到电容Cb的正极;
脉冲负载电源输出信号一般呈宽频段、脉冲变化特性,该特性对其前级供电系统的稳定性提出了更高的要求。当供电系统为有限容量系统时,自身的调节难以及时响应脉冲负载功率的变化,从而供电系统会产生电压波动过大,影响供电系统的稳定性。
为了解决该问题现有技术中有利用电容快速充放电的特性,在前级供电系统与脉冲负载间并联一个双向变换器,变换器另一端接入储能电容;轻载时多余的功率储存在电容中,在重载时储能电容补充不足的功率,以此平衡输入和输出之间的瞬时功率差,解决供电适应性的问题。但是母线电流Io在脉冲负载进行跳变时会因为电感电流方向不同且不能突变而产生与轻/重载时负载电流差值相同的电流尖峰,其会对电路的稳定性造成一定的影响。且电路的暂态调节时间过长,会造成电路稳定的时间较短,影响电路的可靠性,特别是在负载频率较高时现象更为明显。
杨平,副教授/博导,四川省“QR计划”入选者,四川省学术与技术带头人后备人选,西南交大教师人才队伍建设“青苗计划”入选者,为四川省“青年科技创新团队”核心成员,中国电源学会青年工作委员会副秘书长,女科学家工作委员会副秘书长,四川电源学会理事。香港理工大学博士后,博士毕业于西南交通大学,获得了西南交大最高荣誉“竢实扬华奖章”和“优秀博士论文”等奖励。主要研究方向为:多端口变换器建模、分析与控制、能量收集技术以及电力电子技术在新能源领域中的应用等。主持国家自然科学基金青年基金、四川省科技计划面上项目、中央高校科技创新项目和磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室开放课题等5项;参与并主研国家自然科学基金面上项目、国家高技术研究发展计划(863计划)和“十一五”国家科技支撑计划等6项。发表学术论文50篇,撰写专著2部,申请或授权发明专利20余项。
本发明的有益效果是:
(1)本发明解决了现有带双向储能变换器的脉冲负载电源轻/重载时因电感电流方向不同且不能突变带来母线电流尖峰的问题,提高了双向储能变换器的响应速度;
(2)本发明中脉冲负载工作时的脉冲频率和功率可任意变化,可适应任意供电电源系统。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。。