一种含耦合变压器的逆变电路的启动控制方法技术

本发明专利技术提供了一种含耦合变压器的逆变电路的启动控制方法，该逆变电路包括正母线、负母钱、第一开关桥臂、第二开关桥臂、耦合变压器及耦合电感，该启动方法包括，设定第一开关桥臂和第二开关桥臂中的开关管初始开关频率f1；以初始开关频率f1软启动发波，逐步降低开关频率至正常工作频率f2，结束降频过程，保持正常工作频率f2继续驱动，以高开关频率作为开关管起始频率，使作用在变压器上的时间变短，耦合变压器磁芯内产生的磁密越小，磁芯不易发生饱和，可以显著降低含耦合变压器的逆变电路启动时的励磁涌流，从而提高逆变电路的可靠性，也能有效的提高变压器的磁芯利用率，降低逆变电路的体积和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种含耦合变压器的逆变电路的启动控制方法
本专利技术属于电力电子电源
，涉及一种逆变电路的启动控制方法，尤其涉及一种含耦合变压器的逆变电路的启动控制方法。
技术介绍
逆变电路(InverterCircuit)与整流电路(RectifierCircuit)相对应，其旨在将直流电变为交流电。近些年来，逆变电路在工业中得到了广泛应用，其中以半桥逆变电路在直流变交流电源中的应用最为突出。在传统的半桥逆变电路中，一般采用固定开关频率进行软启动，但若是在逆变电路中增加一个耦合变压器，以传统的固定开关频率进行开机软启动，此耦合变压器在启动时容易因双倍磁通效应而饱和，从而使耦合变压器产生励磁涌流，严重时甚至会导致与耦合变压器相连的开关网络损坏。现有比较简单的解决方法是设计减小变压器的工作磁密，但这种方法的缺点是会降低磁芯的利用率，导致磁芯体积变大，成本变高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种含耦合变压器的逆变电路的启动控制方法，可以显著降低含耦合变压器的逆变电路启动时的励磁涌流，从而提高逆变电路的可靠性，也能有效的提高变压器的磁芯利用率，降低逆变电路的体积和成本。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供一种含耦合变压器的逆变电路的启动控制方法，所述逆变电路包括：正母线、负母钱、第一开关桥臂、第二开关桥臂、耦合变压器及耦合电感，所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂并联在所述正母线和所述负母线之间，所述耦合变压器与所述耦合电感串联构成磁性元器件，所述磁性元器件一端连接于所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂的桥臂中点，所述磁性元器件另一端用于连接交流电网或交流电压源或负载；所述含耦合变压器的逆变电路的启动控制方法包括：设定所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂中的开关管初始开关频率f1；所述开关管以初始开关频率f1软启动发波；逐步降低所述开关管开关频率至正常工作频率f2，结束降频过程，保持正常工作频率f2继续驱动。作为优选地，所述逐步降低开关频率至正常工作频率之前还包括：所述开关管以所述初始开关频率f1工作N个工频周期，所述N为整数。作为优选地，所述开关管的开关频率由频率f1降至频率f2的过程中，经历至少一个开关频率f0，其中，f1＞f0＞f2。作为优选地，在一组开关桥臂开关管频率下降过程中，交错并联的另一组开关桥臂开关管频率保持同步下降。作为优选地，所述降频过程中，所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂始终保持交错发波状态，所述第一开关桥臂的驱动脉冲的相位与所述第二开关桥臂的驱动脉冲的相位相差180度。本专利技术的有益效果在于：采用本专利技术中的启动方式，设定第一开关桥臂和第二开关桥臂中的开关管初始开关频率f1；并以初始开关频率f1软启动发波，逐步降低开关频率至正常工作频率f2，结束降频过程，保持正常工作频率f2继续驱动，以高开关频率作为开关管起始频率，使驱动脉冲作用在变压器上的时间变短，耦合变压器磁芯内产生的磁密越小，磁芯不易发生饱和，可以显著降低含耦合变压器的逆变电路启动时的励磁涌流，从而提高逆变电路的可靠性，也能有效的提高变压器的磁芯利用率，降低逆变电路的体积和成本。附图说明下面结合附图详述本专利技术的具体结构图1为本专利技术含耦合变压器的逆变电路结构示意图；图2为本专利技术含耦合变压器的逆变电路的启动控制流程示意图；具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1以及图2，图1为本专利技术实施例提供的逆变电路的电路结构示意图，图2为本专利技术实施例提供的逆变电路的启动控制方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术提供一种含耦合变压器的逆变电路，此逆变电路包括正母线BUS+、负母钱BUS-、第一开关桥臂X、第二开关桥臂Y、耦合变压器T1及耦合电感L1，其中，第一开关桥臂X和第二开关桥臂Y并联在正母线BUS+和负母钱BUS-之间，耦合变压器T1与耦合电感L1串联以构成磁性元器件，磁性元器件一端连接于第一开关桥臂X和第二开关桥臂Y的桥臂中点(A和B)，磁性元器件另一端用于连接交流电网或交流电压源或负载。应当说明的是，本专利技术实施例所提供的逆变电路是一种可以并网也可以离网的电路，当磁性元器件另一端连接交流电网时，通常还需要连接一些EMC滤波电路，比如共模电感，交流电容等，或者还需要带有继电器，保险等元器件。在本专利技术实施例中，第一开关桥臂X的驱动脉冲的相位与第二开关桥臂Y的驱动脉冲的相位相差180度，即第一开关桥臂X的驱动脉冲与第二开关桥臂Y的驱动脉冲180度交错，此时，第一开关桥臂X的桥臂中点A和第二开关桥臂Y的桥臂中点B处会产生交变的三电平电压。由此可以看出，在实际应用中，第一开关桥臂X和第二开关桥臂Y会交错发送驱动脉冲至由串联的耦合变压器T1和耦合电感L1构成的磁性元器件。具体的，在磁性元器件中，耦合电感L1可以在连接耦合变压器T1后，再由耦合变压器T1连接第一开关桥臂X和第二开关桥臂Y，或者，耦合变压器T1可以在连接耦合电感L1后，再由耦合电感L1连接第一开关桥臂X和第二开关桥臂Y。当耦合变压器T1直接连接第一开关桥臂X和第二开关桥臂Y时，耦合变压器T1的原边绕组一端连接于第一开关桥臂X的桥臂中点A，耦合变压器T1的原边绕组另一端连接于耦合电感L1的原边绕组一端，耦合变压器T1的副边绕组一端连接于第二开关桥臂Y的桥臂中点B，耦合变压器T1的副边绕组另一端连接于耦合电感L1的副边绕组一端，耦合电感L1的原边绕组另一端和副边绕组另一端的公共接点用于连接交流电网或交流电压源或负载。在本专利技术实施例中，耦合变压器T1的原边绕组与副边绕组的匝比为N:N(N为正整数)，且耦合变压器T1在耦合变压器T1的磁芯上的耦合方式为反向耦合，即以电流i1和i2为正方向，i1和i2在耦合变压器T1的磁芯上产生的磁通相互抵消；耦合电感L1的原边绕组与副边绕组的匝比为M:M(M为正整数)，且耦合电感L1在耦合电感L1的磁芯上的耦合方式为正向耦合，即以电流i1和i2为正方向，i1和i2在耦合电感L1的磁芯上产生的磁通相互加强。更具体的，第一开关桥臂X可以包括第一开关管Q1和第二开关管Q2，第一开关管Q1和第二开关管Q2串联以构成第一开关桥臂X，而第二开关桥臂Y同样可以包括第三开关管Q3和第四开关管Q4，第三开关管Q3和第四开关管Q4串联以构成第二开关桥臂Y。在实际应用中，第一开关桥臂X和第二开关桥臂Y交错发送驱动脉冲至磁性元器件，即第一开关桥臂X中的第一开关管Q1和Q2，以及第二开关桥臂Y中的两个第二开关管Q3和Q4均可以发送所述驱动脉冲，如按照传统的半桥逆变电路的PWM正弦脉宽调制方式发送所述驱动脉冲。如图2所示，本专利技术还提供一种含耦合变压器的逆变电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含耦合变压器的逆变电路的启动控制方法，其特征在于，所述逆变电路包括：正母线、负母钱、第一开关桥臂、第二开关桥臂、耦合变压器及耦合电感，所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂并联在所述正母线和所述负母线之间，所述耦合变压器与所述耦合电感串联构成磁性元器件，所述磁性元器件一端连接于所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂的桥臂中点，所述磁性元器件另一端用于连接交流电网或交流电压源或负载；/n所述含耦合变压器的逆变电路的启动控制方法包括：/n设定所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂中的开关管初始开关频率f1；所述开关管以初始开关频率f1软启动发波；/n逐步降低所述开关管开关频率至正常工作频率f2，结束降频过程，保持正常工作频率f2继续驱动。/n

【技术特征摘要】
1.一种含耦合变压器的逆变电路的启动控制方法，其特征在于，所述逆变电路包括：正母线、负母钱、第一开关桥臂、第二开关桥臂、耦合变压器及耦合电感，所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂并联在所述正母线和所述负母线之间，所述耦合变压器与所述耦合电感串联构成磁性元器件，所述磁性元器件一端连接于所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂的桥臂中点，所述磁性元器件另一端用于连接交流电网或交流电压源或负载；
所述含耦合变压器的逆变电路的启动控制方法包括：
设定所述第一开关桥臂和所述第二开关桥臂中的开关管初始开关频率f1；所述开关管以初始开关频率f1软启动发波；
逐步降低所述开关管开关频率至正常工作频率f2，结束降频过程，保持正常工作频率f2继续驱动。


2.如权利要求1所述的逆变电路的启...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小明，崔彬，余仕君，肖旭潘，
申请(专利权)人：深圳英飞源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44