自动均压开关网络、直流变换器、控制系统及控制方法

文档序号:24568436发布日期:2021-04-06 12:15阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种自动均压开关网络,包括多个串联的半桥子模块;其特征在于,相邻两个半桥子模块共用一个功率开关管。

2.根据权利要求1所述的自动均压开关网络,其特征在于,所述半桥子模块包括两个串联的功率开关管,所述两个串联的功率开关管组成的串联支路与直流电容并联。

3.根据权利要求1或2所述的自动均压开关网络,其特征在于,所有半桥子模块的所有功率开关管开关频率相同。

4.根据权利要求1或2所述的自动均压开关网络,其特征在于,设所述多个串联的半桥子模块中的功率开关管两端的编号依次为a1、a2,……,an,则ai、aj形成交流输入端口;其中,i=1,2,……,nj=1,2,……,nj>i,且ji之差为奇数;优选地,由ai、aj形成的交流输入端口的电压方波为输入电压的1/(j-i)。

5.一种直流变换器,其特征在于,包括权利要求1~4之一所述的自动均压开关网络;所述自动均压开关网络与至少一个变换支路连接;所述变换支路包括谐振腔电路;所述谐振腔电路与整流电路连接;所有整流电路均接入滤波电路。

6.根据权利要求5所述的直流变换器,其特征在于,所述整流电路包括变压器;所述变压器原边与所述谐振腔电路输出端连接;所述变压器副边与整流桥输入端连接;优选地,直流变换器的输出电压与所述变压器的变比成正比。

7.根据权利要求5所述的直流变换器,其特征在于,所述变换支路数量为1个,该变换支路中的谐振腔电路与任一功率开关管并联;或者,

所述变换支路数量为2个,两个变换支路中的两个谐振腔电路各与一个所述功率开关管并联;或者,

所述变换支路数量为4个,四个变换支路中的四个谐振腔电路各与一个所述功率开关管并联;或者,

所述变换支路数量为1个,该变换支路中的谐振腔电路两个输入端分别接交流输入端口am和ak,其中,m=1,2,……,n;k=1,2,……,n;且m-k≥3,且m-k为奇数。

8.根据权利要求6或7所述的直流变换器,其特征在于,所述变换支路包括多个并联的整流电路;所有整流电路的输入端均与该变换支路的谐振腔电路输出端连接。

9.一种权利要求5~9之一所述的直流变换器的控制系统,其特征在于,包括压控振荡器;所述压控振荡器输入端与滤波电路输出端连接;所述压控振荡器输出端与过零比较器连接;优选地,将直流变换器输出端口电压的参考值vref与采样得到的直流变换器输出端口电压vo作差后送入pi控制器,得到压控振荡器的参考值,选择基准频率和压频敏感系数,改变压控振荡器的输出频率,将压控振荡器的输出接过零比较器,得到功率开关管的开关信号。

10.一种权利要求5~8之一所述直流变换器的控制方法,其特征在于,包括:

当直流变换器运行在开环模式中,相邻两个功率开关管的控制信号相反,功率开关管的开关频率fs与串联谐振频率fr相同,功率开关管满占空比运行;

当所述直流变换器运行在变频控制中时,将降压直流变换器输出端口电压的参考值vref与采样得到的降压直流变换器输出端口电压vo作差后送入pi控制器,通过pi调节得到功率开关管的开关信号。


技术总结
本发明公开了一种自动均压开关网络、直流变换器、控制系统及控制方法,其包括:自动均压开关网络、谐振腔电路、整流电路以及滤波电路四部分,其中,自动均压开关网络连接输入电压的两端,滤波电路的两端连接负载。本发明输入端采用了串联结构,降低了功率开关管的电压应力;在一个开关周期内,每个输入均压电容均与其相邻的输入均压电容并联均压,从而在没有额外的输入均压控制的情况下实现了输入均压电容上的电压平衡,避免了系统输入均压电容发散的风险,且无需再采样每个子模块的输入电压信息,简化了控制复杂度。所有功率开关管采用统一开关频率控制,进一步降低了控制难度;所有功率开关管和高频整流二极管实现软开关,提高了变换器效率。

技术研发人员:何志兴;肖子衡;罗安;高兵;刘阳;梁如鑫;董宏宇;伍文华;徐千鸣
受保护的技术使用者:湖南大学
技术研发日:2020.12.16
技术公布日:2021.04.06
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