一种基于供电数据的供电保障控制电路及系统的制作方法

    技术2024-12-09  15


    本发明涉及供电控制,具体是一种基于供电数据的供电保障控制电路及系统。


    背景技术:

    1、为了提高供电电源的稳定性和高效性,实现电压和电流的转换,满足用电设备或系统的电力需求,传统技术中的供电电源一般采用整流器和逆变器的控制方式,并在逆变拓扑中均使用中高频变压器,实现ac-ac调节,现有技术中的供电电源为避免中高频变压器出现磁饱和现象,采用boost电路取代中高频变压器,通过boost电路对整流器整流后的电能进行升压处理,再通过逆变器对升压后的电能进行逆变处理,以满足供电需求,但是boost电路在长期的升压工作中,容易出现过热的情况,降低供电的安全性和供电效率,并且boost电路的最大升压程度有限,导致供电电源的适用范围较小,因此有待改进。


    技术实现思路

    1、本发明实施例提供一种基于供电数据的供电保障控制电路及系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、依据本发明实施例中,提供一种基于供电数据的供电保障控制电路,包括:电源模块,第一调节模块,第二调节模块,通路控制模块,逆变模块,中央控制模块,电压范围检测模块,驱动控制模块和输出模块;

    3、电源模块,用于接入交流电能并对交流电能进行整流滤波处理,输出第一电能;

    4、第一调节模块,与所述中央控制模块、驱动控制模块、电源模块、通路控制模块和逆变模块连接,用于在接收到中央控制模块输出的第一脉冲信号时,对第一电能进行升压调节并输出第二电能,在接收到驱动控制模块输出的第一驱动信号时,将第二电能传输给通路控制模块,在接收到通路控制模块传输的第三电能时,将第三电能与第二电能进行补偿处理,将第二电能或补偿后的电能传输给逆变模块;

    5、第二调节模块,与所述中央控制模块、驱动控制模块、电源模块、通路控制模块和逆变模块连接,用于在接收到中央控制模块输出的第二脉冲信号时,对第一电能进行升压调节并输出第三电能,在接收到驱动控制模块输出的第二驱动信号时,将第三电能传输给通路控制模块,在接收到通路控制模块传输的第二电能时,将第二电能与第三电能进行补偿处理,将第三电能或补偿后的电能传输给逆变模块;

    6、通路控制模块,与所述驱动控制模块连接,用于在接收到驱动控制模块输出的第一驱动信号时,将第二电能传输给第二调节模块,在接收到驱动控制模块输出的第二驱动信号时,将第三电能传输给第一调节模块;

    7、逆变模块,与所述中央控制模块连接,用于在接收到中央控制模块输出的第三脉冲信号、第四脉冲信号、第五脉冲信号和第六脉冲信号时,对第二电能和第三电能进行逆变处理,对第一调节模块补偿后输出的电能和第二调节模块补偿后输出的电能进行逆变处理;

    8、中央控制模块,与所述电压范围检测模块连接,用于输出第三脉冲信号、第四脉冲信号、第五脉冲信号和第六脉冲信号并控制逆变模块的工作,在输出第三脉冲信号和第五脉冲信号时,输出第一脉冲信号,在输出第四脉冲信号和第六脉冲信号时,输出第二脉冲信号,根据供电数据输出第一调节信号,在接收到电压范围检测模块输出的第一电平信号时,调节第一脉冲信号或第二脉冲信号的占空比;

    9、电压范围检测模块,用于设定第一电压阈值,在接收到第一调节信号时,设定第二电压阈值,在第二电压阈值大于第一电压阈值时,输出第一电平信号;

    10、驱动控制模块,与所述电压范围检测模块连接,用于对第三脉冲信号和第五脉冲信号进行整流滤波处理,并在接收到第三脉冲信号和第一电平信号时,输出第二驱动信号,在接收到第六脉冲信号和第一电平信号时,输出第一驱动信号;

    11、输出模块,与所述逆变模块连接,用于对逆变模块输出的电能进行滤波处理。

    12、作为本发明再进一步的方案:电源模块包括供电端口、全波整流器和第一电容器;所述第一调节模块包括第一电感、第一场效应晶体管、第一晶体二极管、第三电容器、第二电容器、第二电阻器、第一三极管、第一半导体器件和第一电阻器;所述中央控制模块包括中央处理器;

    13、优选的,供电端口的第一端和第二端分别连接全波整流器的第一端和第二端,全波整流器的第三端连接第一电容器的第一端和第一电感的一端,第一电感的另一端连接第一场效应晶体管的漏极和第一晶体二极管的阳极,第一晶体二极管的阴极连接第一半导体器件的集电极和第三电容器的第一端并通过第二电阻器连接第一半导体器件的栅极和第一三极管的集电极,第三电容器的第二端通过第二电容器连接第一场效应晶体管的源极、第一三极管的发射和地端,第一三极管的基极连接第一电阻器的第一端,第一电阻器的第二端连接驱动控制模块,第一场效应晶体管的栅极连接中央处理器的io1端,第一半导体器件的发射极连接逆变模块。

    14、作为本发明再进一步的方案:第二调节模块包括第二电感、第二场效应晶体管、第二晶体二极管、第五电容器、第四电容器、第三电阻器、第三半导体器件、第四电阻器和第二三极管;

    15、优选的,第二电感的一端连接第一电容器的第一端,第二电感的另一端连接第二场效应晶体管的漏极和第二晶体二极管的阳极,第二场效应晶体管的栅极连接中央处理器的io2端,第三半导体器件的发射极连接逆变模块,第三半导体器件的栅极连接第二三极管的集电极并通过第三电阻器连接第四电容器的一端、第二晶体二极管的阴极和第三半导体器件的集电极,第四电容器的第二端通过第五电容器连接第二场效应晶体管的源极、第二三极管的发射极和地端,第二三极管的基极连接第四电阻器的第一端,第四电阻器的第二端连接驱动控制模块。

    16、作为本发明再进一步的方案:电压范围检测模块包括第一恒压源、第五电阻器、第六电阻器、第七电阻器、第三场效应晶体管、第八电阻器和第一比较设备;

    17、优选的,第一比较设备的同相端连接第三场效应晶体管的漏极并通过第七电阻器连接第五电阻器的一端和第一恒压源,第五电阻器的另一端连接第一比较设备的反相端并通过第六电阻器接地,第三场效应晶体管的源极通过第八电阻器接地,第三场效应晶体管的栅极连接中央处理器的io3端,第一比较设备的输出端连接中央处理器的io4端和输出切换模块。

    18、作为本发明再进一步的方案:通路控制模块包括第四半导体器件和第二半导体器件;

    19、优选的,第四半导体器件的发射极连接第三电容器的第二端,第二半导体器件的发射极连接第四电容器的第二端,第四半导体器件的集电极连接第二晶体二极管的阴极,第二半导体器件的集电极连接第一晶体二极管的阴极,第二半导体器件的栅极和第四半导体器件的栅极与驱动控制模块连接。

    20、作为本发明再进一步的方案:驱动控制模块包括第三晶体二极管、第四晶体二极管、第七电容器、第八电容器、第一逻辑器件和第二逻辑器件;

    21、优选的,第三晶体二极管的阳极和第四晶体二极管的阳极分别连接中央处理器的io5端和io8端,第三晶体二极管的阴极连接第一逻辑器件的a端并通过第八电容器接地,第四晶体二极管的阴极连接第二逻辑器件的a端并通过第七电容器接地,第一逻辑器件的b端和第二逻辑器件的b端均连接第一比较设备的输出端,第一逻辑器件的f端连接第四半导体器件的栅极和第四电阻器的第二端,第二逻辑器件的f端连接第二半导体器件的栅极和第一电阻器的第二端。

    22、作为本发明再进一步的方案:逆变模块包括第五半导体器件、第六半导体器件、第七半导体器件和第八半导体器件;所述输出模块包括第三电感、第六电容器和输出端口;

    23、优选的,第五半导体器件的集电极连接第一半导体器件的发射极,第六半导体器件的集电极连接第三半导体器件的发射极,第五半导体器件的发射极连接第八半导体器件的集电极并通过第三电感连接第六电容器的一端和输出端口的一端,第六半导体器件的发射极连接第七半导体器件的集电极、第六电容器的另一端和输出端口的另一端,第八半导体器件的发射极连接第七半导体器件的发射极和第一电容器的第二端,第五半导体器件的栅极、第六半导体器件的栅极、第七半导体器件的栅极和第八半导体器件的栅极分别连接中央处理器的io5端、io6端、io7端和io8端。

    24、作为本发明再进一步的方案:本发明实施例还提供一种基于供电数据的供电保障控制系统,该系统包括上述方面所述的基于供电数据的供电保障控制电路。

    25、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明基于供电数据的供电保障控制电路及系统由第一调节模块和第二调节模块实现交替升压处理,并均可为逆变模块提供逆变所需的电能,降低升压工作的工作温度,提高电能调节效率,由中央控制模块可控制电压范围检测模块设定第二电压阈值,即所需电能,在第二电压阈值大于第一电压阈值时,该第一电压阈值为第一调节模块和第二调节模块可输出的最大电压,驱动控制模块将在第一调节模块为逆变模块供电时,控制第二调节模块为第一调节模块进行电能补偿,在第二调节模块为逆变模块供电时,控制第一调节模块为第二调节模块进行电能补偿,提供更广的电压范围和增加电源的适用范围。


    技术特征:

    1.一种基于供电数据的供电保障控制电路,其特征在于:

    2.根据权利要求1所述的一种基于供电数据的供电保障控制电路,其特征在于,所述电源模块包括供电端口、全波整流器和第一电容器;所述第一调节模块包括第一电感、第一场效应晶体管、第一晶体二极管、第三电容器、第二电容器、第二电阻器、第一三极管、第一半导体器件和第一电阻器;所述中央控制模块包括中央处理器;

    3.根据权利要求2所述的一种基于供电数据的供电保障控制电路,其特征在于,所述第二调节模块包括第二电感、第二场效应晶体管、第二晶体二极管、第五电容器、第四电容器、第三电阻器、第三半导体器件、第四电阻器和第二三极管;

    4.根据权利要求3所述的一种基于供电数据的供电保障控制电路,其特征在于,所述电压范围检测模块包括第一恒压源、第五电阻器、第六电阻器、第七电阻器、第三场效应晶体管、第八电阻器和第一比较设备;

    5.根据权利要求4所述的一种基于供电数据的供电保障控制电路,其特征在于,所述通路控制模块包括第四半导体器件和第二半导体器件;

    6.根据权利要求5所述的一种基于供电数据的供电保障控制电路,其特征在于,所述驱动控制模块包括第三晶体二极管、第四晶体二极管、第七电容器、第八电容器、第一逻辑器件和第二逻辑器件;

    7.根据权利要求6所述的一种基于供电数据的供电保障控制电路,其特征在于,所述逆变模块包括第五半导体器件、第六半导体器件、第七半导体器件和第八半导体器件;所述输出模块包括第三电感、第六电容器和输出端口;

    8.一种基于供电数据的供电保障控制系统,其特征在于,所述系统包括如权利要求1-7中任一项所述的基于供电数据的供电保障控制电路。


    技术总结
    本发明公开了一种基于供电数据的供电保障控制电路及系统,涉及供电控制技术领域,包括电源模块,用于供电;第一调节模块和第二调节模块,均用于升压调节、电能传输和电能补偿工作;通路控制模块,用于电能传输控制并实现第一调节模块和第二调节模块的电能补偿工作;逆变模块,用于逆变工作;中央控制模块,用于信号接收和模块控制;电压范围检测模块,用于检测所需的电能是否大于第一调节模块和第二调节模块提供的最大电能;驱动控制模块,用于控制第一调节模块和第二调节模块的电能补偿工作;输出模块,用于接收逆变模块输出的电能。本发明基于供电数据的供电保障控制电路及系统可降低升压温度,提高电能调节效率,提供更广的电压范围。

    技术研发人员:李铭远,李新军,崔文超,李建勇,孙运群,万晓飞,柳璐
    受保护的技术使用者:国网山东省电力公司广饶县供电公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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