[發明專利]一種利用過零檢測技術提高電力電子變壓器效率的方法

在審

• 申請號: 202010178828.1
• 申請日: 2020-03-14
• 公開（公告）號: CN111600488A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 趙新舉;徐鵬飛;金立亭;李健勛;李鴻儒;王慶園;紀華麗
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用過零檢測技術提高電力電子變壓器效率的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟：

步驟1：電力電子變壓器的中間隔離級DC-DC采用諧振型雙有源橋拓撲結構(1)；諧振型雙有源橋拓撲結構(1)以中頻變壓器(2)為隔離器件，將拓撲分為前級中壓側(3)和后級低壓側(4)；中壓側H橋(5)和低壓側H橋(6)均采用為IGBT反并聯二極管的結構，可實現能量的雙向流動；變壓器采用中頻變壓器(2)，實現能量傳輸的同時，可以提高諧振型雙有源橋拓撲結構(1)能量密度；

步驟2：設備正常運行過程中，中壓側H橋(5)和低壓側H橋(6)的脈沖驅動信號通過光纖進行同步，且均為占空比50％互補信號，其中IGBT(13，16，17，20)的信號同步；IGBT(14，15，18，19)的信號同步；初始啟動階段，其諧振頻率高于開關頻率；此時IGBT(13，14，15，16，17，18，19，20)在關斷的時候，電流并不為0，易于造成損耗；

步驟3：使用AD過零檢測電路(7)，對諧振電流零點(9)進行實時檢測；在檢測到零點之后把觸發信號發送給DSP(8)，由DSP(8)根據零點信息對諧振頻率進行計算，并根據計算結果對IGBT(13，14，15，16，17，18，19，20)的驅動控制信號進行修正，既把關斷時刻由實線位置(10)調節到虛線位置(11)，使其在電流為0時刻關斷，降低關斷損耗；

步驟4：在調節完成之后，仍然需要對諧振電流零點(9)進行實時檢測，以便判斷IGBT關斷時刻是否處在允許誤差范圍之內；若處于合理誤差范圍之內，則保持諧振型雙有源橋拓撲結構(1)穩定運行，若誤差太大，則需要對IGBT關斷時刻進行再次調節。

2.根據權利要求1所述的一種利用過零檢測技術提高電力電子變壓器效率的方法，其特征在于，所述中頻變壓器(2)，實現隔離的同時，又提高了功率密度；同時利用參數集成理論，可以利用變壓器的漏感代替諧振電感(12)，進一步提高了功率密度。

3.根據權利要求1所述的一種利用過零檢測技術提高電力電子變壓器效率的方法，其特征在于，所述中壓側H橋(5)和低壓側H橋(6)的驅動信號完全一致，都是50％占空比的驅動信號，簡化了控制方案，易于實現；同時利用光纖對信號進行同步，提高了諧振型雙有源橋拓撲結構(1)的實時性。

4.根據權利要求1所述的一種利用過零檢測技術提高電力電子變壓器效率的方法，其特征在于，所述諧振型雙有源橋拓撲結構(1)在正常開始啟動后，首先以默認開關頻率運行，此時利用AD過零檢測電路(7)對諧振電流零點(9)進行實時監控，并把電流過零時刻信息發送給DSP(8)，由DSP(8)對諧振電流的諧振頻率進行運算，然后再計算IGBT的開關頻率與電流的諧振頻率之間差值；若兩者之差在誤差允許范圍50Hz之內，則保證諧振型雙有源橋拓撲結構(1)按照當前開關頻率繼續運行；若兩者之差超出誤差允許范圍50Hz，則需要調節IGBT(13，14，15，16，17，18，19，20)的開關頻率，使其控制IGBT(13，14，15，16，17，18，19，20)在零電流時刻關斷。

5.根據權利要求1所述的一種利用過零檢測技術提高電力電子變壓器效率的方法，其特征在于，所述的實時電流監測反饋，能夠始終保證IGBT(13，14，15，16，17，18，19，20)在零電流時刻關斷；在實際正常運行過程中，一方面由于器件參數的差異，另一方面由于負載的變化，這些都會引起諧振電流過零關斷時刻發生細微變化；通過對電流的實時監測反饋，可以抑制上述因素帶來的影響。