[發明專利]開關模式DC-AC變換器驅動下的振蕩系統的控制方法

有效

• 申請號: 202010217567.X
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111327218B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 田建龍
• 申請（專利權）人: 田建龍
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M3/28;H02M7/5387;H02M7/537;H02M3/335
• 代理公司: 北京華智則銘知識產權代理有限公司 11573
• 代理人: 孟杰

本發明公開一種諧振式變換器中開關振蕩系統的控制方法。活動周期表示，在此期間，變換器中有開關處于導通狀態，或變換器中開關的導通截止狀態可以變化；休眠周期表示，在此期間，變換器中所有的開關都處于截止狀態，或變換器中開關的導通截止狀態停止變化。通過檢測系統振蕩電壓或電流的過零點，控制開關在過零點動作，可以實現軟開關。通過調整活動周期和休眠周期的長短，對系統輸出功率的大小進行調節，將活動周期降為零來實現系統的過流保護。甚至可以使系統的振蕩暫停，從而對系統的輸出功率進行靈活的調整以及對系統實施過流保護。

技術領域

本發明主要用于諧振式變換器驅動下的振蕩系統，不僅可以使系統中所有的開關都工作于軟開關狀態，極大地提高系統的效率，降低系統的電磁污染，同時還能通過對開關導通以及截止狀態的控制，對系統的振蕩情況和振蕩程度進行靈活的控制，甚至可以使系統的振蕩暫停，從而對系統的輸出功率進行靈活的調整以及對系統實施過流保護。

技術背景

高頻化是電力電子技術的發展方向，因為頻率越高，系統的功率密度越大，體積越小、重量越輕、成本越低。從理論分析到實踐都證明，電氣產品的體積與重量與供電頻率的平方根成反比。但高頻所帶來的一個問題就是，隨著系統頻率的提高，開關損耗也不斷增大，從而使系統的效率降低。解決這個問題的一個辦法就是實現軟開關，使系統的開關在電壓或電流的過零點動作。從理論上來說，軟開關的開關損耗為零。實現軟開關的方法之一就是找到系統自身所固有的諧振頻率，使系統的驅動頻率與系統所固有的諧振頻率相等，這樣系統自然就會工作于軟開關狀態。但本人在實踐中發現，如果使系統的驅動頻率與系統自身所固有的諧振頻率相等，即在系統電壓或電流振蕩的每一個過零點都控制開關通斷一次，有時候容易導致系統振蕩不穩，不容易找到過零點，為軟開關的實現增加了難度。反之，如果降低驅動頻率，在系統振蕩電壓或電流經過兩個以上的過零點之后再控制開關通斷一次，有時候會使系統的振蕩趨于更加平穩，更容易找到過零點，使軟開關的實現也更加容易。另外，目前DC-AC變換器驅動下的振蕩系統大都屬于連續振蕩系統，即系統中電壓和電流的振蕩都是連續的，基本上沒有非連續的振蕩系統。本人發現，在系統電壓或電流的過零點，實際上可以通過關閉系統中所有的開關，使系統的振蕩暫停，并且可以通過控制系統振蕩暫停時間的長短來對系統的輸出功率進行調整和控制?；谏鲜鲞@些發現，本專利提出了一系列新的對系統進行驅動和控制的方法和策略。一個是通過對系統中開關通斷的控制，使系統的振蕩暫停，并通過對系統振蕩暫停時間長短的控制，來調整控制系統輸出功率的策略。另一個是通過以低于系統自身固有諧振頻率的頻率來對系統進行驅動，從而更有利于找到系統振蕩的過零點，更有利于軟開關的實現的策略。需要特別指出的是，上述所有這些控制策略都是建立在軟開關的基礎之上，即只有在系統振蕩電壓或電流的過零點才控制開關導通或關閉。

附圖說明

作為整個說明書一部分的附圖，對本發明的實施例進行了圖示說明，與文字部分的說明一起，用來對本發明的基本原則進行解釋。

圖1.表示DC-AC變換器驅動下的振蕩系統的一般總體結構框圖。

圖2.表示共振槽的幾種結構形式。

圖3.表示在原邊控制器的控制方式1中，開關導通之后經過一個過零點即關閉的情況的波形圖。

圖4.表示在原邊控制器的控制方式1中，開關導通之后經過兩個過零點才關閉的情況的波形圖。

圖5.表示在原邊控制器的控制方式1中，開關導通之后經過三個過零點才關閉的情況的波形圖。

圖6.表示在原邊控制器的控制方式2中，開關導通之后經過一個過零點即關閉的情況的波形圖。

圖7.表示在原邊控制器的控制方式2中，開關導通之后經過兩個過零點才關閉的情況的波形圖。

圖8.表示在原邊控制器的控制方式3中，開關導通之后經過一個過零點即關閉的情況的波形圖。

圖9.表示在原邊控制器的控制方式3中，開關導通之后經過兩個過零點才關閉的情況的波形圖。