一种偏磁抑制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种偏磁抑制方法和装置，所述方法包括：获取直流‑直流变换器中变压器正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2；根据所述正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2确定所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1和负向励磁时的偏磁补偿量Δd2；将所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1与直流‑直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至正方向励磁的开关管，将所述变压器负向励磁时的偏磁补偿量Δd2与直流‑直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至负方向励磁的开关管。通过本发明专利技术实施例能够有效地抑制变压器的偏磁。

A Method and Device for Magnetic Bias Suppression

【技术实现步骤摘要】
一种偏磁抑制方法和装置
本申请涉及电力电子
，尤指一种偏磁抑制方法和装置。
技术介绍
在电力电子
，直流-直流变换器是将一种直流电源变换成另一种具有不同输出特性直流电源的电路。在实际应用时，由于直流-直流变换器中开关管开关速度差异、驱动信号延迟的差异、驱动信号脉冲宽度的差异等原因，长时间工作会造成直流-直流变换器中变压器出现偏磁现象。相关技术中，通过在电路的拓扑结构中加入隔直电容以消除变压器偏磁，将隔直电容与变压器绕组串联，来阻断直流分量。这种方案虽然简单，但是，隔直电容的加入增加了电路的复杂程度，而且大电流场合隔直电容的选取非常困难，同时增加了变换器的体积和成本。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种偏磁抑制方法和装置，以抑制直流-直流变换器长时间工作导致偏磁的现象。本专利技术实施例提供了一种偏磁抑制方法，包括：获取直流-直流变换器中变压器正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2；根据所述正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2确定所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1和负向励磁时的偏磁补偿量Δd2；将所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1与直流-直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至正方向励磁的开关管，将所述变压器负向励磁时的偏磁补偿量Δd2与直流-直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至负方向励磁的开关管。本专利技术实施例还提供了一种偏磁抑制装置，包括：母线电压获取单元，用于获取直流-直流变换器中变压器正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2；处理单元，用于根据所述正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2确定所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1和负向励磁时的偏磁补偿量Δd2；偏磁抑制单元，用于将所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1与直流-直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至正方向励磁的开关管，将所述变压器负向励磁时的偏磁补偿量Δd2与直流-直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至负方向励磁的开关管。本专利技术实施例还提供了一种偏磁抑制装置，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；用于根据所述处理器的控制进行母线电压采样的采样模块；用于根据所述处理器的控制对开关管进行励磁驱动的驱动模块；其中，所述处理器用于执行以下操作：获取直流-直流变换器中变压器正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2；根据所述正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2确定所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1和负向励磁时的偏磁补偿量Δd2；将所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1与直流-直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至正方向励磁的开关管，将所述变压器负向励磁时的偏磁补偿量Δd2与直流-直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至负方向励磁的开关管。本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行上述的偏磁抑制方法。本专利技术实施例通过获取变压器正负向励磁时的母线电压和负向励磁时的母线电压，得到所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量和负向励磁时的偏磁补偿量，进而对占空比信号量进行补偿，实现方法简单，能够有效地抑制变压器的偏磁。而且，本专利技术实施例无需在直流-直流变换器上增加电容等元器件，避免增加直流-直流变换器的电路复杂度和体积。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1是一种BUCK-BOOST电路；图2(a)～(c)是一种隔离BUCK-BOOST电路变压器励磁电流示意图；图3是一种BUCK-BOOST电路；图4是本专利技术实施例提供的一种偏磁抑制方法的流程示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种偏磁抑制装置的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的另一种偏磁抑制装置的结构示意图；图7是本专利技术应用示例提供的一种隔离BUCK-BOOST电路母线电压采样点示意图；图8是本专利技术应用示例提供的一种偏磁抑制方法的流程示意图；图9是本专利技术应用示例的隔离BUCK-BOOST电路变压器励磁电流示意图；图10是本专利技术应用示例的一种隔离BUCK-BOOST电路母线电压采样点示意图；图11是本专利技术应用示例的一种隔离BUCK-BOOST电路母线电压采样点示意图；图12是本专利技术应用示例的一种隔离BUCK-BOOST电路母线电压采样点示意图；图13是本专利技术应用示例的一种隔离BUCK-BOOST电路母线电压采样点示意图；图14是本专利技术应用示例的一种隔离BOOST电路母线电压采样点示意图；图15是本专利技术应用示例的一种隔离BOOST电路母线电压采样点示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。参见图1，图1为一种隔离BUCK-BOOST(降压-升压)电路。其中，Vin为输入电压源，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6为开关管。本例中，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6为100V的MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化层半导体场效晶体管)，电感L1为3uH，变压器T1匝比为4:1，SR1、SR2、SR3、SR4为25V同步整流管，Vout为输出电压。在实际应用时由于开关管Q1、Q2、Q3、Q4开关速度差异、驱动信号延迟的差异，驱动信号脉冲宽度的差异等原因，长时间工作会造成图1电路中变压器T1出现偏磁现象。例如，当开关管Q1、Q2、Q3、Q4开关速度差异为50ns时，变压器T1的励磁电流如图2所示。参考图2可知，变压器励磁电流单向偏磁。图2(a)为变压器偏磁的整个过程，变压器励磁电流从0逐渐上升到最大幅值12A。图2(b)为变压器励磁电流初始偏磁的渐变过程，变压器励磁电流从0开始单方向偏磁。图2(c)为变压器偏磁最终稳定在变压器励磁电流摆幅在10-12A摆动。参见图3，图3所示电路在图1电路基础上增加了隔直电容C1，利用隔直电容C1实现偏磁抑制。这种方案虽然简单，但是，隔直电容的加入增加了电路的复杂程度，而且大电流场合，隔直电容的选取非常困难，同时增加了变换器的体积和成本。图1所示的隔离BUCK-BOOST电路，是由BUCK电路和隔离BOOST电路构成的。隔离BOOST电路原边全桥开关Q1、Q2、Q3、Q4是以超过50％的占空比工作，在一个完整的全桥开关周期里，存在Q1、Q3直通和Q2、Q4直通，这两段直通时间电感L1储能。当全桥开关Q1、Q2、Q3、Q4的实际导通时间不一致的时候，就会造成两段直通时间不一致，即一个全桥开关周期里电感L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏磁抑制方法，包括：获取直流‑直流变换器中变压器正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2；根据所述正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2确定所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1和负向励磁时的偏磁补偿量Δd2；将所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1与直流‑直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至正方向励磁的开关管，将所述变压器负向励磁时的偏磁补偿量Δd2与直流‑直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至负方向励磁的开关管。

【技术特征摘要】
1.一种偏磁抑制方法，包括：获取直流-直流变换器中变压器正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2；根据所述正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2确定所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1和负向励磁时的偏磁补偿量Δd2；将所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1与直流-直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至正方向励磁的开关管，将所述变压器负向励磁时的偏磁补偿量Δd2与直流-直流变换器环路输出占空比信号量叠加，输出至负方向励磁的开关管。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下方式之一获取变压器正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2：采样直流-直流变换器中隔离升压BOOST电路的全桥母线；采样直流-直流变换器中隔离BOOST电路的原边全桥桥臂的中点；采样直流-直流变换器中隔离BOOST电路的副边全桥桥臂的中点；采样直流-直流变换器中变压器附加绕组的两个端点；采样直流-直流变换器中变压器原边两个线圈的中点。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2确定所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1和负向励磁时的偏磁补偿量Δd2，包括：根据所述正向励磁时的母线电压U1和负向励磁时的母线电压U2得到变压器正负方向励磁的电压差值ΔU1；根据所述变压器正负方向励磁的电压差值ΔU1确定补偿信息量ΔU3；根据所述补偿信息量ΔU3确定所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1和负向励磁时的偏磁补偿量Δd2。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述变压器正负方向励磁的电压差值ΔU1确定补偿信息量ΔU3，包括：对所述变压器正负方向励磁的电压差值ΔU1进行放大、滤波和限幅中的一种或多种处理，得到所述补偿信息量ΔU3。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述补偿信息量ΔU3确定所述变压器正向励磁时的偏磁补偿量Δd1和负向励磁时的偏磁补偿量Δd2，包括：确定所述补偿信息量ΔU3小于等于第一阈值，且大于第二阈值，减少所述Δd2或增加所述Δd1；确定所述补偿信息量ΔU3大于等于负的第一阈值，且小于负的第二阈值，减少所述Δd1或增加所述Δd2；确定所述补偿信息量ΔU3的绝对值小于等于第二阈值，保持所述Δd1和Δd2不变；确定所述补偿信息量ΔU3的绝对值大于所述第一阈值，设置所述Δd1和Δd2为指定值；其中，所述第一阈值大于第二阈值。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定所述补偿信息量ΔU3的绝对值大于所述第一阈值，输出电源异常告警信息。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述补偿信息量ΔU3小于等于第一阈值，且大于第二阈值，减少所述Δd2，包括：确定所述补偿信息量ΔU3小于等于第一阈值，且大于第二阈值，确定所述Δd2大于0ns，设置所述Δd1为0ns，设置所述Δd2减去补偿调整量。8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述补偿信息量ΔU3小于等于第一阈值，且大于第二阈值，增加所述Δd1，包括：确定所述补偿信息量ΔU3小于等于第一阈值，且大于第二阈值，确定所述Δd2小于等于0ns，且Δd1小于调整最大量，设置所述Δd1加上补偿调整量，设置所述Δd2为0ns。9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述补偿信息量ΔU3大于等于负的第一阈值，且小于负的第二阈值，减少所述Δd1，包括：确定所述补偿信息量ΔU3大于等于负的第一阈值，且小于负的第二阈值，确定所述Δd1大于0ns，设置所述Δd1减去补偿调整量，设置所述Δd2为0ns。10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述补偿信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永辉，孟庆元，卢至锋，王俊杰，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44