[發明專利]功率變換器的門極驅動控制方法、裝置、控制器及變流器

有效

• 申請號: 201711435054.0
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108075622B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 高緒華;楊志千
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/088
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 吳黎

本發明提供了一種功率變換器的門極驅動控制方法、裝置、控制器及變流器，其中，該控制方法包括如下步驟：獲取功率變換器的輸出電流；判斷輸出電流是否小于或等于預設調整閾值；當輸出電流大于預設調整閾值時，控制門極的開關電源輸出標準電壓；當輸出電流小于或等于預設調整閾值時，控制門極的開關電源輸出目標調整電壓，目標調整電壓大于標準電壓。該方法使中小功率階段的門極驅動電壓大于大功率階段的門極驅動電壓，在中小功率階段提高門極驅動電壓，進一步降低了功率變換器的損耗。

技術領域

本發明涉及配電自動化技術領域，具體涉及一種功率變換器的門極驅動控制方法、裝置、控制器及變流器。

背景技術

功率變換器用于將電源從一個形式或者幅度變換成另一形式或幅度，通常采用一個或者多個開關組成，例如絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，縮寫為IGBT)，該開關具有施加驅動電壓的門極，功率變換器的損耗與門極電壓息息相關，門極電壓越高，導通壓降越小，功率變換器的損耗越小。圖1為IGBT的典型轉移特性曲線，由圖1中的曲線可以得知相同電流下，門極電壓越高，導通管壓降越小，導通損耗是導通管壓降與電流的乘積關系，所以導通損耗也會越小。

現有技術中，通常采用提高門極驅動電壓的方法來降低功率變換器的損耗，但是門極電壓過高，由于線路雜散影響或者有源鉗位電路等投入使用時，在大電流工況下，功率變換器關斷時門極電壓會被繼續抬高進而存在損壞的風險。實際當中風電場由于地域差異，如西北地區風力資源豐富但用電量小，華南地區用電量大但是風力資源匱乏，這些因素往往導致風電場中的風機處在小風階段或者業主限電不滿發狀態，使得應用于風電場中的功率變換器處在小功率階段。以上因素均導致功率變換器的損耗并不是最優。

發明內容

因此，本發明提供一種功率變換器的門極驅動控制方法、裝置、控制器及變流器，以進一步降低功率變換器的導通損耗。

為此，本發明實施例提供如下技術方案：

本發明第一方面，提供一種功率變換器的門極驅動控制方法，包括如下步驟：獲取功率變換器的輸出電流；判斷所述輸出電流是否小于或等于預設調整閾值；當所述輸出電流大于所述預設調整閾值時，控制門極的開關電源輸出標準電壓；當所述輸出電流小于或等于所述預設調整閾值時，控制門極的開關電源輸出目標調整電壓，所述目標調整電壓大于所述標準電壓。通過將輸出電流劃分為不同的區域，不同區域對應不同的開關電源輸出電壓，避免電流大功率工況下功率變換器的損壞，提高大電流工況下功率變換器的安全性；提高中小功率工況下的功率變換器門極驅動電壓，進一步降低了功率變換器的損耗。

作為第一方面的一個可選實施方式，所述當所述輸出電流小于或等于所述預設調整閾值時，控制門極的開關電源輸出目標調整電壓的步驟之后，還包括：獲取開關電源的實際輸出電壓；判斷所述實際輸出電壓是否等于所述目標調整電壓；當所述實際輸出電壓不等于所述目標調整電壓時，控制所述開關電源調整輸出電壓至所述目標調整電壓。通過閉環反饋調節開關電源的輸出，進一步保證開關電源的實際輸出電壓與目標調整電壓一致。

作為第一方面的另一可選實施方式，所述當所述輸出電流小于或等于所述預設調整閾值時，控制門極的開關電源輸出目標調整電壓，包括：預先建立輸出電流和門極驅動電壓之間的對應關系，所述輸出電流越小對應的門極驅動電壓越高；獲取當前所述輸出電流，根據預設的對應關系將當前所述輸出電流對應的門極驅動電壓設置為目標調整電壓。輸出電流越小，目標調整電壓越大，這樣設置使得在小電流中小功率段時能夠降低功率變換器的損耗，提高轉換效率。

作為第一方面的另一可選實施方式，所述對應關系為輸出電流的預設范圍段與預設門極驅動電壓的對應關系；或所述輸出電流與所述門極驅動電壓呈線性關系或曲線關系。通過將中小功率段的輸出電流再細分為不同的范圍段，且每個范圍段對應不同的門極驅動電壓，達到進一步降低損耗的目的。線性關系或曲線關系使得輸出電流與所述門極驅動電壓的關系更加直觀，操作更加便捷。