级联式直流回馈负载及其控制方法与流程

[0001]
本发明涉及电力电子控制领域，尤其是涉及级联式直流回馈负载及其控制方法。


背景技术：

[0002]
随着电力电子技术的发展，其应用范围拓展到高压领域，高压领域的电力电子装备测试、验证就需要高电压输入的直流负载做配套，引起高电压输入的直流负载需求量增加，而作为可以实现节能的能源回馈负载，也需要顺应电力电子技术的发展，向高压方向发展。高压直流回馈负载目前有多电平和直接采用高压器件两种实现形式，多电平存在算法复杂的问题，而直接采用高压器件则存在成本贵的弊端。


技术实现要素：

[0003]
本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
[0004]
级联式直流回馈负载，包括m个直流回馈负载进行串联，所述m 个直流回馈负载中包括有至多一个低压输入的直流回馈负载和m-1 个高压输入的直流回馈负载。
[0005]
进一步的，所述低压输入的直流回馈负载的电压为高压输入的直流回馈负载的一半。
[0006]
进一步的，所述高压输入的直流回馈负载的电压为vinmax，低压输入的直流回馈负载的电压范围为1/4vinmax-1/2vinmax。
[0007]
进一步的，所述m是大于0的整数。
[0008]
进一步的，所述低压输入的直流回馈负载的工作电压点在 3/8vinmax-1/2vinmax。
[0009]
利用于权利要求1所述的级联式直流回馈负载，包括如下步骤：
[0010]
步骤1：确定需要多少个直流回馈负载串联工作：m等于输入电压值(t)除以直流回馈负载的最高电压值(k)进一后得到值；
[0011]
步骤2：确定是否运行类型2直流回馈负载。当用m个类型1直流回馈负载直接工作，需要单个输入电压大于等于0.75k时，说明类型1直流回馈负载工作在建议工作点区域，性能特性良好，则不用启用类型2直流回馈负载。当启用类型2直流回馈负载工作后，剩下的 m-1个类型1直流回馈负载无法输入t-0.5k这么高的电压时，同样启用m个类型1直流回馈负载工作，不能启动类型2直流回馈负载；其他情况则需启用类型2直流回馈负载工作。
[0012]
步骤3：启用类型2直流回馈负载，确定它的输入电压工作点：当类型2直流回馈负载工作在最低输入电压建议工作点0.375k，剩下的m-个类型1直流回馈负载可以输入t-0.375k这么高的电压时，则将类型2直流回馈负载输入电压工作点为0.375k，否则就工作在 0.5k。
[0013]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过引入的低压输入的直流回馈负载最高输入电压vinmax_low为原有直流回馈负载的 vinmax的一半，确保输入电压可连续可调，则它的输入电压范围为 1/4vinmax-1/2vinmax，它的工作电压点在3/8vinmax-1/2vinmax
范围内，由它和(n-1)个原直流回馈负载组成的级联式直流回馈负载输入电压范围为：1/4vinmax-(n-1/2)vinmax，比以前具有更低的输入电压，提高了级联式直流回馈负载的适用性、灵活性，输入电压覆盖到了更低电压，同时通过算法控制直流回馈负载工作点位置，达到提高输入稳态、动态性能特性，降低工作损耗，提高级联式直流回馈负载的可靠性。
[0014]
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0015]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]
图1是本发明的电源架构图；
[0017]
图2是本发明的一种流程框图。
[0018]
具体实施方法
[0019]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]
请参阅图1和图2，本发明实施例中，级联式直流回馈负载，包括m个直流回馈负载进行串联，所述m个直流回馈负载中包括有至多一个低压输入的直流回馈负载和m-1个高压输入的直流回馈负载。
[0021]
进一步的，所述低压输入的直流回馈负载的电压为高压输入的直流回馈负载的一半。
[0022]
进一步的，所述高压输入的直流回馈负载的电压为vinmax，低压输入的直流回馈负载的电压范围为1/4vinmax-1/2vinmax。
[0023]
进一步的，所述m是大于0的整数。
[0024]
进一步的，所述低压输入的直流回馈负载的工作电压点在 3/8vinmax-1/2vinmax。
[0025]
在此基础上，本发明为了更好的解释技术手段，还可以通过以下实施例来更进一步说明：
[0026]
【实施例1】
[0027]
当需要输入电压为vin＝t时，它的控制流程如图2所示，图2中的算法首先确定需要多少个直流回馈负载串联工作：m等于输入电压值(t)除以直流回馈负载的最高电压值(k)进一后得到值，然后再确定是否运行类型2直流回馈负载。当用m个类型1直流回馈负载直接工作，需要单个输入电压大于等于0.75k时，说明类型1直流回馈负载工作在建议工作点区域，性能特性良好，则不用启用类型2直流回馈负载。当启用类型2直流回馈负载工作后，剩下的m-1个类型1 直流回馈负载无法输入t-0.5k这么高的电压时，同样启用m个类型 1直流回馈负载工作，不能启动类型2直流回馈负载；其他情况则需启用类型2直流回馈负载
工作。启用类型2直流回馈负载后如何确定它的输入电压工作点：当类型2直流回馈负载工作在最低输入电压建议工作点0.375k，剩下的m-个类型1直流回馈负载可以输入t-0.375k 这么高的电压时，则将类型2直流回馈负载输入电压工作点为 0.375k，否则就工作在0.5k，这样良好的保障了类型2直流回馈负载工作建议工作点区域，同时保障了类型1直流回馈负载不会工作输入电压过低的区域，总的输入电压性能特性得到良好的保障。
[0028]
在此基础上，本发明为了更好的解释算法步骤，还可以通过以下实施例来更进一步说明。
[0029]
【实施例2】
[0030]
当需要输入电压为vout＝t时，它的算法控制和实施方法一是一致的，只是限值发生了变化，这里就不再过多叙述。
[0031]
通过引入的低压输入的直流回馈负载，低压输入的直流回馈负载的最高输入电压vinmax_low为原有直流回馈负载的vinmax的一半，确保输入电压可连续可调，则它的输入电压范围为 1/4vinmax-1/2vinmax，它的建议工作电压点在3/8vinmax-1/2vinmax 范围内，由它和(n-1)个原直流回馈负载组成的级联式直流回馈负载输入电压范围为：1/4vinmax-(n-1/2)vinmax，比以前具有更低的输入电压，提高了级联式直流回馈负载的适用性、灵活性。
[0032]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。