一种高压直流电源及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种高压直流电源及其控制方法，其中高压直流电源包括：LLC变换器单元和双有源桥式变换器；LLC变换器单元和双有源桥式变换器的输入端均采用电压恒定的直流母线供电，LLC变换器单元包括若干个LLC变换器，若干个LLC变换器输出端依次串联连接；LLC变换器单元的输出端与双有源桥式变换器的输出端串联。本发明专利技术通过将LLC变换器单元和双有源桥变换器输入端并联连接，LLC变换器单元的输出端与双有源桥式变换器的输入端串联连接，通过LLC变换器高效率定频输出，并利用LLC变换器单元投切和双有源桥式变换器电压的连续调节，实现直流电源高电压宽范围高效率输出。现直流电源高电压宽范围高效率输出。现直流电源高电压宽范围高效率输出。

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流电源及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电源
，尤其是涉及一种高压直流电源及其控制方法。

技术介绍

[0002]大功率高压直流电源广泛应用于高压直流输电、静电除尘、微波电源等方面，还应用于测试及科学研究等领域，如器件测试和可控核聚变等研究中。现有的高压直流电源通常采用工频变压器结合低频电能变换的方式实现高压直流输出，但是其输出电压波动大以及电压调节范围窄，且常规的工频变换存在功率密度和转化效率低等问题，制约了高压直流电源的发展，导致现有的高压直流电源无法实现高电压宽范围输出。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种高压直流电源及其控制方法，以解决现有的高压直流电源采用工频变压器结合低频电能变换的方式实现高压直流输出，无法实现高电压宽范围输出的技术问题。
[0004]本专利技术的实施例提供了一种高压直流电源，包括：
[0005]双有源桥式变换器和LLC变换器单元；
[0006]所述LLC变换器单元包括若干个LLC变换器，若干个LLC变换器的输出端依次串联连接；
[0007]所述LLC变换器单元的输入端与电压输入端连接，所述LLC变换器单元的输出端与所述双有源桥式变换器的输出端串联；
[0008]所述双有源桥式变换器和所述LLC变换器单元的输入端均采用电压恒定的直流母线供电。
[0009]进一步的，若干个所述LLC变换器采用定频和定占空比方式实现功率输出。
[0010]本专利技术的一个实施例提供了一种高压直流电源的控制方法，适用于如上述的高压直流电源，包括：
[0011]采集参考电压；
[0012]在当前参考电压高于滞环区域的最大电压，且标志位FlagLow为1时，判断所述参考电压上穿所述滞环区域，将标志位FlagLow置为0；
[0013]将当前控制器切换为滑模控制器，并将所述LLC变换器单元的占空比由0增加至0.5；
[0014]将LLC变换器单元的移相角间距设计为90
°
/N，将所述滑模控制器切换至PI控制器，其中N为所述LLC变换器单元中的LLC变换器数量。
[0015]进一步的，所述控制方法还包括：
[0016]在当前参考电压低于所述滞环区域的最小电压，且标志位FlagHigh为0时，判断所述参考电压下穿所述滞环区域，将标志位FlagHigh置为1；
[0017]将当前控制器切换为滑模控制器，并将所述LLC变换器单元的占空比由0.5减小到
0，将所述LLC变换器单元的移相角间距设计为90
°
/(N
‑
1)，将所述滑模控制器切换为PI控制器。
[0018]进一步的，在采集参考电压之前，所述控制方法还包括：
[0019]设计所述双有源桥式变换器的输出电压范围。
[0020]进一步的，所述设计所述双有源桥式变换器的输出电压范围，包括：
[0021]根据所述双有源桥式在最大功率输出时的调压范围，设计所述双有源桥式变换器的输出电压范围。
[0022]本专利技术实施例通过将所述LLC变换器单元的输入端与电压输入端连接，所述LLC变换器单元的输出端与所述双有源桥式变换器的输出端串联；LLC变换器定频定占空比输出，在对输入电压进行调节时，通过LLC变换器单元投切和双有源桥式变换器的连续调节，实现输出电压宽范围输出。
[0023]进一步的，本专利技术实施例中的双有源桥式变换器位于高压直流电源的底端，通过输出电源负极接地，使得双有源桥式变换器的原副边承受的隔离电压即为双有源桥式变换器的最高工作电压，进而使控制器驱动信号对副边H桥的隔离电压最低。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例提供的高压直流电源的结构示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例提供的高压直流电源的另一结构示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例提供的高压直流电源的控制方法的流程示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例提供的高压直流电源切换过程的电压示意图；
[0028]图5是本专利技术实施例提供的高压电源的切换控制流程示意图；
[0029]图6是本专利技术实施例提供的高压电源的切换控制流程的另一流程示意图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0031]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0032]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0033]请参阅图1，本专利技术的实施例提供了一种高压直流电源，包括：
[0034]双有源桥式变换器10和LLC变换器单元20；
[0035]所述LLC变换器单元20包括若干个LLC变换器201，若干个LLC变换器201的输出端依次串联连接；
[0036]所述LLC变换器单元20的输入端与电压输入端连接，所述LLC变换器单元20的输出端与所述双有源桥式变换器10的输出端串联；
[0037]所述双有源桥式变换器10和所述LLC变换器单元20的输入端均采用电压恒定的直流母线供电。
[0038]请参阅图2，双有源桥式变换器10和LLC变换器单元20组成本专利技术实施例的高压直流电源，即单级混合式高压直流电源。
[0039]本专利技术实施例的高压直流电源采用输入并联、输出串联的方式进行连接，所述双有源桥式变换器10和所述LLC变换器单元20的输入端均采用电压恒定的直流母线供电。
[0040]若干个LLC变换器单元20交错控制，且输出并联，每一个LLC变换器201均采用定频、定占空比的方式实现功率输出。
[0041]本专利技术实施例通过将所述LLC变换器单元20的输入端与电压输入端连接，所述LLC变换器单元20的输出端与所述双有源桥式变换器10的输出端串联；所述LLC变换器单元定频、定占空比控制，在对输入电压进行调节时，能够通过LLC变换器单元20投切和双有源桥式变换器10的电压连续调节，实现输出电压宽范围输出。
[0042]进一步的，本专利技术实施例中的双有源桥式变换器10位于高压直流电源的底端，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压直流电源，其特征在于，包括：双有源桥式变换器和LLC变换器单元；所述LLC变换器单元包括若干个LLC变换器，若干个LLC变换器的输出端依次串联连接；所述LLC变换器单元的输入端与电压输入端连接，所述LLC变换器单元的输出端与所述双有源桥式变换器的输出端串联；所述双有源桥式变换器和所述LLC变换器单元的输入端均采用电压恒定的直流母线供电。2.如权利要求1所述的高压直流电源，其特征在于，若干个所述LLC变换器采用定频和定占空比方式实现功率输出。3.一种高压直流电源的控制方法，适用于如权利要求1
‑
2任意一项所述的高压直流电源，其特征在于，包括：采集参考电压；在当前参考电压高于滞环区域的最大电压，且标志位FlagLow为1时，判断所述参考电压上穿所述滞环区域，将标志位FlagLow置为0；将当前控制器切换为滑模控制器，并将所述LLC变换器单元的占空比由0增加至0.5；将LLC变换器单元的移相角间距设计为90
°...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浚坤，马凯，雷二涛，金莉，陶涛，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：