[發明專利]一種電化學高頻開關電源效率的預測方法

有效

• 申請號: 201110255930.8
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102331562A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 張波;張桂東;肖文勛;何文志;段振濤;林仕立;戴鈺;丘東元
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01R31/40
• 分類號: G01R31/40
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及電化學高頻開關電源損耗測量技術，具體涉及一種電化學高頻開關電源效率的預測方法。

背景技術

本發明涉及的預測技術是把自動控制理論與生產過程有機的結合起來，應用計算機技術對難以測量或者暫時不能測量的重要變量，選擇另外一些容易測量的變量，以軟件方法來替代硬件的功能。

隨著電力電子裝置容量的不斷增大，直接進行大功率的電力電子裝置的損耗測量成本較高、難度較大，尋找合適的負載進行實驗難以實現，因此大功率電力電子裝置的損耗分析，成為電力電子技術工程應用極其重要的問題。傳統的損耗獲得方法，都是通過現場的實驗，小功率的實驗尚可進行，但是大功率的實驗，損耗較大，成本較高，難度較大，并且因為負載的不穩定性，尋找合適的負載進行實驗也是一個大的問題，因此大功率電源的效率的獲得一直都是比較棘手的問題。傳統的損耗測量方法，并沒有形成一個統一的，全面的測量，大都是對電源部分某個部分的測量，測量結果也并不精確，不能夠被應用。本發明通過建立大功率電源損耗模型，提出相應的效率測量方法，能夠在設計階段測量電源的損耗，這對于大功率電源的器件選型和散熱結構設計，具有很好的指導作用。

發明內容

本發明針對現有工程設計的需要，提出一種電化學高頻開關電源效率測量方法，即針對電化學高頻開關電源的損耗建立模型，通過對整個電化學高頻開關電源的各個模塊進行損耗的模型計算，得到整臺電源的損耗計算模型，并提出一個軟開關因子，由此適應于軟開關運行模式和硬開關運行模式開關電源的損耗計算，達到效率測量的目的。本發明的測量方法作為一種效率測量方法，可以在設計階段輔助大功率電源的器件選型和散熱結構選擇。

本發明的技術方案如下：

一種電化學高頻開關電源效率的預測方法，包括如下步驟：

(1)確定電源的拓撲類型

根據電源采用的主電路拓撲結構，確定其中二極管和功率開關管的個數；

(2)獲取電源參數

獲取開關管參數，包括飽和壓降、開通時間和關斷時間；獲取二極管參數，包括二極管管壓降、反向恢復電流的溫度系數、反向恢復時間、直流阻斷壓降和正向恢復最大電壓；

確定電源的輸出電壓電流值，并得出電路中占空比；

(3)建立電源各部分的損耗模型，包括：

建立輸入整流橋的損耗模型；

建立逆變橋的損耗模型，通過步驟(2)得出的占空比確定軟開關因子a的大小，若軟開關因子a是一個大于零小于1，則電源運行于軟開關狀態；若a＝1，則電源運行于完全硬開關狀態；

建立變壓器損耗模型；

建立輸出整流損耗模型；

(4)將以上的模型進行相疊加，得到電源損耗模型；

(5)根據步驟(4)的電源損耗模型確定損耗功率P_loss，則測量得電源效率其中η為效率，P為輸入功率。

上述的電化學高頻開關電源效率的預測方法中，所述輸入整流橋的損耗模型為：n_RecV_FI_Dav，其中，n_Rec為整流橋的二極管數目、V_F為二極管的管壓降、I_Dav為流過整流橋中二極管的平均電流。

上述的電化學高頻開關電源效率的預測方法中，所述逆變橋的損耗模型為：