大功率DCDC变换器系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及大功率DCDC变换器系统及其控制方法，属于DCDC变换器领域，包括输入启动模块、IGBT模块、驱动模块、续流二极管、LC滤波电路、控制系统、电压采样电路、电流采样电路和显示及通讯模块；所述控制系统包括高压输入判断模块、输出电压判断模块和输出电流判断模块；所述高压输入判断模块判断输入高压是否处于正常工作范围，所述输出电压判断模块判断输出电压是否达到输出电压额定值，所述输出电流判断模块接收输出电流实时值信号并判断输出电流实时值是否达到实时限流阀值，所述控制系统根据高压输入判断模块和输出电压判断模块及输出电流判断模块的比较结果向驱动模块输出信号，驱动模块向IGBT模块输出相应驱动信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及DCDC变换器领域，尤其涉及大功率DCDC变换器系统及其控制方法。
技术介绍
DCDC变换器利用电力半导体器件的通断作用，调节输出电压，其调解精度高，动态响应快，节约电能。对于目前常用的DC/DC变换器，通常是不经过任何处理直接加直流高电压，这会引起瞬间的冲击电流，尤其是对大功率充电机而言，其对电力器件的危害程度非常高，这就需要使设备在上电时电流峰值从零开始缓慢上升，减小冲击电流。传统DCDC变换器的做法是限流电阻加继电器(或可控硅)组合，该做法的缺点是不能够实现电流从零逐渐增加，那么对大功率DCDC变换器(如40Kw以上)来说，依然存在较大冲击，而为了减小冲击对器件的损害，需加大各个元器件的容量，基本在2倍以上，这种情况下，启动过程限流电阻损耗大，发热严重；当DCDC变换器频繁上电时，DCDC变换器将连续多次工作在启动状态，限流电阻将发热更加严重，使DCDC变换器产生故障。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种大功率DCDC变换器系统及其控制方法，解决了现有技术中为减小电流冲击对器件的损害，加大各个元器件的容量而导致的限流电阻发热现象严重，DCDC变换器易产生故障的缺陷。本专利技术采用以下技术方案实现上述目的：大功率DCDC变换器系统，包括输入启动模块、IGBT模块、驱动模块、续流二极管、LC滤波电路、控制系统、电压采样电路、电流采样电路和显示及通讯模块；所述控制系统包括高压输入判断模块、输出电压判断模块和输出电流判断模块；所述输入启动模块接入高压输入，输入启动模块分别与IGBT模块的C1端子和控制系统中的高压输入判断模块相连，所述IGBT模块的E1端分别与续流二极管和LC滤波电路相连，IGBT模块的另一端与驱动模块相连，所述驱动模块与控制系统相连，所述LC滤波电路分别接电压采样电路和电流采样电路，所述电压采样电路和电流采样电路还分别与控制系统的输出电压判断模块和输出电流判断模块相连，所述控制系统与所述显示及通讯模块相连，所述LC滤波电路与负载相连；所述输入启动模块包括电阻、可控硅和输入电容，所述电阻的一端与可控硅A极相连，另一端与可控硅K极及输入电容Ci相连。所述高压输入判断模块判断输入高压是否处于正常工作范围，所述输出电压判断模块判断输出电压是否达到输出电压额定值，所述输出电流判断模块接收输出电流实时值信号并判断输出电流实时值是否达到实时限流阀值，所述控制系统根据高压输入判断模块和输出电压判断模块及输出电流判断模块的比较结果向驱动模块输出信号，驱动模块向IGBT模块输出相应驱动信号。所述控制系统的芯片型号为UC2844；所述驱动模块的芯片型号为2SD106AI-17；所述IGBT模块的型号为2MBI450VH-120-50；所述电压采样电路中电压传感器的型号为LV25-P；本专利技术还提供利用大功率DCDC变换器系统的控制方法，包括以下步骤：S1：初始状态时，系统设定高压输入正常工作值范围和输出电压额定值；S2：接入高压输入，经过t0时段后，控制系统的高压输入判断模块判断高压输入是否在正常工作值范围内；若是，执行步骤S4，若否，则执行步骤S3；S3：控制系统输出禁止驱动信号，IGBT截止，无输出，系统不工作；S4：输入启动模块接通高压输入，输出电压判断模块接收电压采样电路反馈的输出电压信号，并判断输出电压是否达到额定值；若是，执行步骤S7，若否，则执行步骤S5；S5：输出电流判断模块接收电流采样电路反馈的输出电流实时值信号，控制系统根据输出电流实时值信号，逐渐调大电流实时峰值的阀值，使驱动信号的占空比逐渐变大，开通IGBT模块，使输出电流实时值逐渐连续增加，且保证电流实时峰值不超过实时限流阀值，执行步骤S6；S6：输出电压判断模块判断输出电压是否达到额定值；若是，执行步骤S7，若否，执行步骤S5；S7：停止电流实时峰值阀值的增加，结束启动过程。t0时刻以后，输出电流增长可表示为：I＝at(1)其中，I为输出电流，t为时间，a为常数。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本系统及其控制方法有效防止了上电时的大充电浪涌冲击电流对元器件，特别是对IGBT模块的损坏，防止电路的故障扩大，降低了硬件成本，提高了系统可靠性，同时通过调节占空比的变化规律，可以对输出电流大小和电压大小进行调节，达到所需要的启动特性。附图说明图1是本专利技术大功率DCDC变换器系统的电路原理图；图2是本专利技术控制系统的模块框图；图3是本专利技术的控制方法流程图；图4是本专利技术的工作驱动波形图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述。如图1所示，本专利技术的大功率DCDC变换器系统，包括输入启动模块、IGBT模块、驱动模块、续流二极管、LC滤波电路、控制系统、电压采样电路、电流采样电路和显示及通讯模块；控制系统包括高压输入判断模块、输出电压判断模块和输出电流判断模块；输入启动模块接入高压输入，输入启动模块分别与IGBT模块的C1端子和控制系统中的高压输入判断模块相连，IGBT模块的E1端分别与续流二极管和LC滤波电路相连，IGBT模块的另一端与驱动模块相连，驱动模块与控制系统相连，LC滤波电路分别接电压采样电路和电流采样电路，电压采样电路和电流采样电路还分别与控制系统的输出电压判断模块和输出电流判断模块相连，控制系统与显示及通讯模块相连，LC滤波电路与负载相连；输入启动模块包括电阻、可控硅和输入电容，电阻的一端与可控硅A极相连，另一端与可控硅K极及输入电容Ci相连。如图2所示，高压输入判断模块判断输入高压是否处于正常工作范围，输出电压判断模块判断输出电压是否达到输出电压额定值，输出电流判断模块接收输出电流实时值信号并判断输出电流实时值是否达到实时限流阀值，控制系统根据高压输入判断模块和输出电压判断模块及输出电流判断模块的比较结果向驱动模块输出信号，驱动模块向IGBT模块输出相应驱动信号。本实施例中，控制系统的芯片采用UC2844，驱动模块的芯片采用2SD106AI-17，IGBT模块采用2MBI450VH-120-50，电压采样电路中电压传感器采用LV25-P。如图3所示，为本专利技术的大功率DCDC变换器的控制方法，包括以下步骤：S1：初始状态时，系统设定高压输入正常工作值范围和输出电压额定值；本实施例设定各技术参数的工作值范围如下，技术参数数值高压输入正常工作值(300-900)Vd.c输出电压额定值110Vd.cS2：接入高压输入，经过t0时段后，控制系统的高压输入判断模块判断高压输入是否在正常工作值范围(300-900)Vd.c内；若是，执行步骤S4，若否，则执行步骤S3；S3：控制系统输出禁止驱动信号，IGBT截止，无输出，系统不工作；S4：输入启动模块接通高压输入，输出电压判断模块接收电压采样电路反馈的输出电压信号，并判断输出电压是否达到额定值110Vd.c；若是，执行步骤S7，若否，则执行步骤S5；S5：输出电流判断模块接收电流采样电路反馈的输出电流实时峰值信号，控制系统根据输出电流实时值信号，逐渐调大电流实时峰值的阀值，使驱动信号的占空比逐渐变大，开通IGBT模块，如图4所示，使输出电流实时值逐渐连续增加，且保证电流实时峰值不超过实时限流阀值，执行步骤S6；S6：输出电压判断模块判断输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
大功率DCDC变换器系统，其特征在于，包括输入启动模块、IGBT模块、驱动模块、续流二极管、LC滤波电路、控制系统、电压采样电路、电流采样电路和显示及通讯模块；所述控制系统包括高压输入判断模块、输出电压判断模块和输出电流判断模块；所述输入启动模块接入高压输入，输入启动模块分别与IGBT模块的C1端子和控制系统中的高压输入判断模块相连，所述IGBT模块的E1端分别与续流二极管和LC滤波电路相连，IGBT模块的另一端与驱动模块相连，所述驱动模块与控制系统相连，所述LC滤波电路分别接电压采样电路和电流采样电路，所述电压采样电路和电流采样电路还分别与控制系统的输出电压判断模块和输出电流判断模块相连，所述控制系统与所述显示及通讯模块相连，所述LC滤波电路与负载相连；所述输入启动模块包括电阻、可控硅和输入电容，所述电阻的一端与可控硅A极相连，另一端与可控硅K极及输入电容Ci相连。

【技术特征摘要】
1.大功率DCDC变换器系统，其特征在于，包括输入启动模块、IGBT模块、驱动模块、续流二极管、LC滤波电路、控制系统、电压采样电路、电流采样电路和显示及通讯模块；所述控制系统包括高压输入判断模块、输出电压判断模块和输出电流判断模块；所述输入启动模块接入高压输入，输入启动模块分别与IGBT模块的C1端子和控制系统中的高压输入判断模块相连，所述IGBT模块的E1端分别与续流二极管和LC滤波电路相连，IGBT模块的另一端与驱动模块相连，所述驱动模块与控制系统相连，所述LC滤波电路分别接电压采样电路和电流采样电路，所述电压采样电路和电流采样电路还分别与控制系统的输出电压判断模块和输出电流判断模块相连，所述控制系统与所述显示及通讯模块相连，所述LC滤波电路与负载相连；所述输入启动模块包括电阻、可控硅和输入电容，所述电阻的一端与可控硅A极相连，另一端与可控硅K极及输入电容Ci相连。2.根据权利要求1所述的大功率DCDC变换器系统，其特征在于：所述高压输入判断模块判断输入高压是否处于正常工作范围，所述输出电压判断模块判断输出电压是否达到输出电压额定值，所述输出电流判断模块接收输出电流实时值信号并判断输出电流实时值是否达到实时限流阀值，所述控制系统根据高压输入判断模块和输出电压判断模块及输出电流判断模块的比较结果向驱动模块输出信号，驱动模块向IGBT模块输出相应驱动信号。3.根据权利要求1所述的大功率DCDC变换器系统，其特征在于，所述控制系统的芯片型号为UC2844。4.根据权利要求1所述的大功率DCDC变换器系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兆义，
申请(专利权)人：沈阳新阳光机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21