数字化的高频谐振软开关电路电流跟踪同步方法及装置的制造方法

文档序号:8284889阅读:509来源:国知局
数字化的高频谐振软开关电路电流跟踪同步方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及变换器技术领域,具体涉及一种数字化的高频谐振软开关电路电流跟 踪同步方法及装置。
【背景技术】
[0002] 上世纪50年代,脉宽调制(PWM)硬开关技术的出现,揭开了电力开关技术发展的 序幕。PWM开关技术虽然电路简单,控制方便,但是开关管的通断控制与开关管上流过的电 流和两端所加的电压无关,功率开关管的开通或关断是器件上的电压或电流不等于零的状 态下强迫进行的,电路开关损耗很大。上世纪80年代末期,脉宽调制软开关技术的出现,推 动高频谐振软开关变换技术的研宄与应用水平又上了一个新的台阶。
[0003] 近年来,高频谐振软开关技术的应用越来越广泛,它不仅可以解决硬开关变换器 中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极管反向恢复问题,而且还能解 决由硬开关引起的电磁污染(EMI)等问题。高频谐振技术是当前和未来功率变换和分配技 术的主要发展方向。高频化的功率变换装置有助于减小滤波器的尺寸,提高功率密度,降低 或完全消去音频噪音,减小整个功率变换系统的体积和重量,提高设备的集成化程度。随着 新能源技术和新型电机驱动技术的发展,为了获得更高的性能指标、更高的效率、更高的功 率密度,减小电能变换装置引起的电磁污染(EMI)和环境污染(噪声等),高频谐振软开关 技术将被更广泛地应用。
[0004] 高频谐振软开关电路在新能源发电系统、电机控制系统以及传统的电源适配器中 使用时,通常需要进行电流跟踪,以便提高系统的功率因数和转换效率。而现有的电流跟踪 方法通常基于PID、滞环比较、神经网络方法等,这些方法目前虽然已经得到广泛应用,但是 存在精度较低和控制速度较慢的问题,这些缺点在大规模的变换器并联系统中,特别是发 电逆变器系统中将会对系统的精度、稳定性和响应速度带来很大的影响。

【发明内容】

[0005] 本发明所要解决的技术问题是现有高频谐振软开关的电流控制方法存在精度较 低和控制速度较慢的问题,提供一种数字化的高频谐振软开关电路电流跟踪同步方法及装 置。
[0006] 为解决上述问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007] 数字化的高频谐振软开关电路电流跟踪同步方法,包括如下步骤:
[0008] 步骤1,根据高频谐振软开关电路的参数预先获知高频谐振软开关电路的周期Ts, 同时设定延迟时间Td,且Td〈Ts;
[0009] 步骤2,根据实际电路系统中线路的等效电阻和等效电感值几乎为零,因此可以建 立高频谐振软开关电路的离散化数学模型如下:
【主权项】
1. 数字化的高频谐振软开关电路电流跟踪同步方法,其特征是,包括如下步骤: 步骤1,根据高频谐振软开关电路的参数预先获知高频谐振软开关电路的周期Ts,同时 设定延迟时间Td,且Td<Ts; 步骤2,在每个开关周期的kTs的前Td处,即在化Ts-Td)时刻对高频谐振软开关电路的 输出电流和输出电压进行采样,即采样电流1。化-1)和采样电压Ug(k-l); 步骤3,根据步骤2采样得到的高频谐振软开关电路的采样电流1。化-1)和采样电压 Ug化-1),预测公共电网电压在kTs时刻的电流i。化)和电压Ug化); 步骤4,根据步骤3预测的公共电网电压在kT拥刻的电流i。似和电压Ug化),进一步 预测公共电网电压在化+l)Ts时刻的电流i。化+1)和电压Ug化+1); 步骤5,根据步骤3预测的公共电网电压在第k采样点的电压Ug似和步骤4预测的公 共电网电压在第k+1采样点的电压Ug化+1),计算比Ts,化+l)Ts]时间内公共电网电压的平 均值Wg(幻; 步骤6,根据下式计算出高频谐振软开关电路的控制变量Uiw化),即
式中,Ts表示高频谐振软开关电路的周期,L表示输出电感,石A')表示在比Ts,化+1) Ts]时间内公共电网电压的平均值,1。化)表示kTs时刻高频谐振软开关电路的输出电流, i。化)表示化+l)Ts时亥IJ高频谐振软开关电路的输出电流; 步骤7,将控制变量Uhv似转换成PWM控制信号,然后在kT进行PWM控制信号输出到 高频谐振软开关电路,并在化+l)Ts处结束控制。
2. 基于权利要求1所述方法而设计的数字化的高频谐振软开关电路电流跟踪同步装 置,包括电流跟踪同步装置本体,其特征是,该电流跟踪同步装置本体由核屯、控制模块、隔 离驱动模块、辅助电源和采样保持电路组成;其中核屯、控制模块包括模数转换电路、电流跟 踪同步控制模块和PWM信号发生器;辅助电源的输入端与电网相连;辅助电源的输出端连 接核屯、控制模块、隔离驱动模块和采样保持电路;采样保持电路的输入端连接在高频谐振 软开关电路的输出端与负载之间,采样保持电路的输出端经模数转换电路连接电流跟踪同 步控制模块的输入端,电流跟踪同步控制模块的输出端经PWM信号发生器连接隔离驱动模 块的输入端,隔离驱动模块的输出端与高频谐振软开关电路的控制端相连。
3. 根据权利要求2所述的数字化的高频谐振软开关电路电流跟踪同步装置,所述采样 保持电路为电流和电压采样保持电路。
【专利摘要】本发明公开一种数字化的高频谐振软开关电路电流跟踪同步方法及装置,其基于数字信号处理器设计控制算法,使用电流预测控制,可以用数字的方法对高频谐振软开关电路的输出电压、电流等参数进行跟踪控制。控制算法通过软件编程实现,需要对算法进行改动时,只要修改程序代码,不需对硬件电路进行改动,因此灵活性很高,算法程序一旦固定在微处理器中,则算法结构及性能不会发生变化,而且在微处理器中可以方便地实现各种数字滤波算法,使得系统可靠性大大提高。
【IPC分类】H02M1-088
【公开号】CN104600968
【申请号】CN201510066309
【发明人】廖志贤, 罗晓曙, 黄国现, 黄梦丹, 雷善历
【申请人】广西师范大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月9日
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