[發明專利]電力電子變換器的能量平衡控制器及方法

有效

• 申請號: 201310485088.6
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103546019A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 吳青華;王磊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.電力電子變換器的能量平衡控制器，其特征在于：包括檢測單元、計算單元以及復位積分模塊，所述復位積分模塊包括復位積分器、比較器以及RS觸發器，所述計算單元和復位積分器的輸入端分別與檢測單元的輸出端連接，所述計算單元的輸出端與比較器的一個輸入端連接，所述復位積分器的輸出端與比較器的另一個輸入端連接，所述比較器的輸出端與RS觸發器的復位端連接，所述RS觸發器的端與復位積分器連接，所述RS觸發器的Q端用于控制變換器開關器件的開通或關斷，其中：

所述檢測單元，用于檢測單元檢測變換器的電感電流、輸入電壓以及輸出電流，并將電感電流信號和輸出電流信號發送給計算單元，將電感電流信號和輸入電壓信號發送給復位積分器；

所述計算單元，用于接收檢測單元的電感電流信號和輸出電流信號，根據電感電流、輸出電流以及給定電壓計算儲存在電感中的能量和輸出能量之和，并將計算結果送入比較器的一個輸入端；

所述復位積分器，用于接收檢測單元的電感電流信號和輸入電壓信號，將電感電流和輸入電壓之間的乘積進行積分，并將積分結果送入比較器的另一個輸入端；

所述比較器，用于對復位積分器的輸出與計算單元的輸出進行比較判斷，將判斷結果送到RS觸發器的復位端。

2.根據權利要求1所述的電力電子變換器的能量平衡控制器，其特征在于：所述檢測單元包括：

電流傳感器，用于檢測變換器的電感電流和輸出電流；

以及電壓傳感器，用于檢測變換器的輸入電壓。

3.根據權利要求1或2所述的電力電子變換器的能量平衡控制器，其特征在于：所述變換器為DC-DC變換器、AC-DC變換器或DC-AC變換器。

4.基于權利要求1所述能量平衡控制器的電力電子變換器的能量平衡控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1)檢測單元檢測變換器的電感電流、輸入電壓以及輸出電流，將電感電流信號和輸出電流信號發送給計算單元，將電感電流信號和輸入電壓信號發送給復位積分器；

2)計算單元根據能量平衡控制原理，利用電感電流、輸出電流以及給定電壓，計算儲存在電感中的能量和輸出能量之和，將計算結果送入比較器的一個輸入端，此時復位積分器的輸出為零；

3)當時鐘脈沖到來時，觸發RS觸發器，通過RS觸發器的Q端控制變換器的開關器件開通，復位積分器將電感電流和輸入電壓之間的乘積進行積分，將積分結果送入比較器的另一個輸入端；

4)比較器對復位積分器的輸出與計算單元的輸出進行比較判斷，當復位積分器的輸出大于等于計算單元的輸出時，將判斷結果送到RS觸發器的復位端，由RS觸發器的端產生復位脈沖信號使復位積分器復位，此時通過Rs觸發器的Q端控制變換器的開關器件關斷，復位積分器的輸出保持為零直到下一個時鐘脈沖到來。

5.根據權利要求4所述的電力電子變換器的能量平衡控制方法，其特征在于：所述能量平衡控制原理如下式所示：

W_in=W_L+W_out

其中，W_in為輸入到變換器電路中的能量，W_L為儲存在電感L中的能量，W_out為變換器電路的輸出能量。