开关管动态频率调节方法及系统技术方案
【技术实现步骤摘要】
开关管动态频率调节方法及系统
本专利技术涉及一种开关管动态频率调节方法及系统。
技术介绍
逆变焊机中的逆变器由开关管如IGBT或MOSFET等组成，是逆变焊机的核心能量转换元件之一，用于将直流转换为交流，其实际工作中的损耗往往对整机的效率，性能，可靠性和成本起着决定性的作用。实际应用中，逆变器的开关管损耗主要是由芯片结温、母线电压及流过开关管的电流和开关频率几项因素决定。目前逆变焊机领域多采用固定频率调脉宽的控制方法。采用该种控制系统在频率设计时必须保证最大负载输出时的开关管功耗，从而保证在最严酷的条件下，即最大输出负载，在规定的各种母线电压下，开关管的结温不超过厂家保证的最大值。为了保证产品的可靠性及寿命，通常开关管的结温还需留足余量。在保证输出电流特性的前提下，大负载时，开关管的开关频率应该尽量选择低一点以保证低开关损耗。但是，当输出负载没有达到最大，特别是在较小的输出负载下，例如，在CO2气体保护焊中小电流焊接时，开关管的开关频率低的话，不能保证系统具有较高的动态/稳态转换特性。因此，在固定频率调脉宽的系统中，很难兼顾大负载时的损耗和低负载时的快速动态/稳态...
【技术保护点】
一种开关管动态频率调节方法，其特征在于：其包括以下步骤：步骤A：实时获取当前的开关管电流，并根据当前的开关管电流、该电流对应的开关管压降和门极驱动电压的占空比获取开关管的当前通态损耗；步骤B：实时获取当前的母线电压，并根据当前的母线电压，开关管电流和上一次获取的开关管结温获取当前一次开关损耗；步骤C：根据当前一次开关损耗、上一次获取的开关频率和公式III获取当前的总开关损耗，其中，公式III为Ps＝Es*f，Ps为总开关损耗，Es为当前一次开关损耗，f为上一次获取的开关频率；步骤D：根据当前的通态损耗、当前的总开关损耗和公式IV获取当前的总损耗，其中，公式IV为Ptotal...
【技术特征摘要】
1.一种开关管动态频率调节方法，其特征在于：其包括以下步骤：步骤A：实时获取当前的开关管电流，并根据当前的开关管电流、该电流对应的开关管压降和门极驱动电压的占空比获取开关管的当前通态损耗；步骤B：实时获取当前的母线电压，并根据当前的母线电压，开关管电流和上一次获取的开关管结温获取当前一次开关损耗；步骤C：根据当前一次开关损耗、上一次获取的开关频率和公式III获取当前的总开关损耗，其中，公式III为Ps＝Es*f，Ps为总开关损耗，Es为当前一次开关损耗，f为上一次获取的开关频率；步骤D：根据当前的通态损耗、当前的总开关损耗和公式IV获取当前的总损耗，其中，公式IV为Ptotal＝Pon+Ps，Ptotal为当前的总损耗,Pon为当前的通态损耗；步骤E：实时获取开关管散热器温度，并根据当前的总损耗、开关管散热器温度、预设的开关管结至散热器之间的热阻和公式V获取当前的开关管结温，其中，公式V为Tj＝Ptotal*Rj-h+Th，Tj为当前的开关管结温，Rj-h为开关管结至散热器之间的热阻，Th为开关管散热器温度；步骤F：判断当前的开关管结温是否在预设的结温阈值范围之内，若是，执行步骤G；若高于结温阈值上限，执行步骤H；若低于结温阈值下限，执行步骤I；步骤G：根据上一开关频率驱动开关管；步骤H：根据预设的第一比例降低上一开关频率，以驱动开关管；以及步骤I：根据预设的第二比例升高上一开关频率，以驱动开关管。2.如权利要求1所述的开关管动态频率调节方法，其特征在于：步骤A包括以下子步骤：步骤A1：实时获取当前的开关管电流；步骤A2：根据当前的开关管电流和预存的开关管电流与开关管压降映射表获取对应的开关管压降；以及步骤A3：根据当前的开关管电流，该电流对应的开关管压降和对门极驱动电压的占空比通过公式I计算获取开关管的当前通态损耗；公式I为Pon＝V*I*D，其中，Pon为当前通态损耗，I为当前开关管电流，V为对应的开关管压降，D为对应门极驱动电压的占空比。3.如权利要求1或2所述的开关管动态频率调节方法，其特征在于：步骤B包括以下子步骤：步骤B1：根据当前母线电压、开关管电流和上一次获取的开关管结温，结合预先存储的导通损耗与母线电压的映射表、导通损耗与开关管电流映射表以及导通损耗与开关管结温的映射表获取对应的当前一次导通损耗；步骤B2：根据当前母线电压、开关管电流和上一次获取的开关管结温，结合预先存储的关断损耗与母线电压的映射表、关断损耗与开关管电流映射表以及关断损耗与开关管结温的映射表获取对应的当前一次关断损耗；以及步骤B3：根据当前一次导通损耗和当前一次关断损耗通过公式II计算获取开关管的当前一次开关损耗，公式II为Es＝Eon+Eoff，其中，Es为当前一次开关损耗，Eon为当前一次导通损耗，Eoff为当前一次关断损耗。4...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。