具有线性输出和ＰＷＭ输出的混合式功率变换器，属于电机控制领域，本发明专利技术为解决功率变换器无法把线性输出的功率变换器和ＰＷＭ输出的功率变换器有效的结合在一起的问题。本发明专利技术提供的第一种单相功率变换器，串联设置的四个可控开关的两端分别接高压电源正负极，中间两个可控开关控制端同时与运算放大器输出端相连，两个二极管的一端分别与低压电源正负极相连，另一端与线性放大器正负极端相连，ｎ个所述第一种单相功率变换器串联设置组成多相功率变换器。第二种单相功率变换器由两个第一种单相功率变换器组成，两个第一种单相功率变换器的四个输入端对应相连，两个输出端分别负载的一端。由ｎ个第二种单相功率变换器串联设置组成多相功率变换器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有线性输出和PWM输出的混合式功率变换器，属于电 机控制领域。
技术介绍
在伺服驱动系统中，为了提高系统的响应特性与效率，通常都采用PWM 功率变换电路(放大器)；而在要求极高的定位精度以及平滑运行的场合，由于 由PWM斩波引起的电流脉动以及为防止桥臂短路而设定的死区时间引起的不 稳定现象，有时得不到所需要的性能，这时，只好牺牲系统效率，采用损耗大 的线性放大器。另外，在音响放大器中，从简化控制电路以及重视音质的角度 出发， 一般都采用线性放大器，但在大型的扩音装置中，也有时采用PWM型 放大器(D级放大器)。图7为传统的伺服驱动用PWM型功率变换电路的结构(单相)及输出波 形，由于功率器件工作于开关状态，所以该变换电路的效率高，但是从图8所 示的输出波形可以看出，其含有脉动成分，所以，难以实现高精度控制，同时， 为防止器件关断延迟引起上、下桥臂直通而设定的死区时间有时会引起不稳定 现象。图9为应用于小容量、高精度领域的线性放大器的电路构成，输出波形如 图10所示，输出由于不存在脉动电流及死区时间，因此适合于高精度化，可是 由于电源电压与输出电压之间的电压差施加于功率器件上，所以该电压与电流 的乘积变成损耗，造成器件发热。特别是在低输出电压、大输出电流时，损耗 会变大。为发挥二者的长处，可以把二者并列设计到一个系统中，根据运行条 件的不同，进行二者之间的切换，但是因切换时刻难以确定，该方法实现困难。 也可以不改变图9所示的电路，在需要大功率输出时，使功率器件工作于PWM 开关状态，但是在要求高精度的低速以及静止状态，损耗并不能减少，目前的功率变换器无法兼顾二者的优点，把线性输出的功率变换器和PWM输出的功 率变换器有效的结合在一起，使其能满足不同的场合需求。
技术实现思路
《本专利技术的目的是为了解决目前的功率变换器无法把线性输出的功率变换器 和PWM输出的功率变换器有效的结合在一起，使其能满足不同的场合需求的 问题，提供了具有线性输出和PWM输出的混合式功率变换器。本专利技术提供第一种方案为具有线性输出和PWM输出的混合式功率变换 器包括线性放大器、第一可控开关、第二可控开关、第一二极管Dl和第二二极 管D2，线性放大器包括第三可控开关、第四可控开关和运算放大器，第三可控开 关的正极端为线性放大器的正极端，第三可控开关的负极端与第四可控开关的 正极端相连，第四可控开关的负极端为线性放大器的负极端，第三可控开关的 控制端与第四可控开关的控制端同时与运算放大器的输出端相连，第一可控开关的正极端为高压直流电源正极接入端，第一可控开关的负极 端连接线性放大器的正极端，第一可控开关的负极端同时还与第一二极管Dl 的负极端相连，第一二极管D1的正极端为低压直流电源正极接入端，线性放大 器的负极端连接第二可控开关的正极端，线性放大器的负极端同时还与第二二 极管D2的正极端相连，第二二极管D2的负极端为低压直流电源负极接入端， 第二可控开关的负极端为高压直流电源负极接入端，第三可控开关的负极端与第四可控开关的正极端的连接点引出线作为具有 线性输出和PWM输出的混合式功率变换器的输出端。本专利技术提供的第二个技术方案为具有线性输出和PWM输出的混合式功 率变换器包括两个单相功率变换器，两个单相功率变换器的高压直流电源正极 接入端连接在一起，两个单相功率变换器的低压直流电源正极接入端连接在一 起，两个单相功率变换器的低压直流电源负极接入端连接在一起，两个单相功 率变换器的高压直流电源负极接入端连接在一起，两个单相功率变换器的输出 端作为具有线性输出和PWM输出的混合式功率变换器的两个输出端，单相功率变换器包括线性放大器、第一可控开关、第二可控开关、第一二极管Dl和第二二极管D2，线性放大器包括第三可控开关、第四可控开关和运算放大器，第三可控开 关的正极端为线性放大器的正极端，第三可控开关的负极端与第四可控开关的 正极端相连，第四可控开关的负极端为线性放大器的负极端，第三可控开关的 控制端与第四可控开关的控制端同时与运算放大器的输出端相连，第一可控开关的正极端为高压直流电源正极接入端，第一可控开关的负极 端连接线性放大器的正极端，第一可控开关的负极端同时还与第一二极管Dl 的负极端相连，第一二极管D1的正极端为低压直流电源正极接入端，线性放大 器的负极端连接第二可控开关的正极端，线性放大器的负极端同时还与第二二 极管D2的正极端相连，第二二极管D2的负极端为低压直流电源负极接入端， 第二可控开关的负极端为高压直流电源负极接入端，第三可控开关的负极端与第四可控开关的正极端的连接点引出线作为单相 功率变换器的输出端。本专利技术提供的第三个技术方案为具有线性输出和PWM输出的混合式功 率变换器包括n个单相功率变换器，n个单相功率变换器串联设置，n为自然数， 且n^3，单相功率变换器包括线性放大器、第一可控开关、第二可控开关、第一二 极管Dl和第二二极管D2，线性放大器包括第三可控开关、第四可控开关和运算放大器，第三可控开 关的正极端为线性放大器的正极端，第三可控开关的负极端与第四可控开关的 正极端相连，第四可控开关的负极端为线性放大器的负极端，第三可控开关的 控制端与第四可控开关的控制端同时与运算放大器的输出端相连，第一可控开关的正极端为高压直流电源正极接入端，第一可控开关的负极 端连接线性放大器的正极端，第一可控开关的负极端同时还与第一二极管Dl 的负极端相连，第一二极管D1的正极端为低压直流电源正极接入端，线性放大 器的负极端连接第二可控开关的正极端，线性放大器的负极端同时还与第二二极管D2的正极端相连，第二二极管D2的负极端为低压直流电源负极接入端， 第二可控开关的负极端为高压直流电源负极接入端，第三可控开关的负极端与第四可控开关的正极端的连接点引出线作为单相 功率变换器的输出端。本专利技术提供的第四个技术方案为具有线性输出和PWM输出的混合式功 率变换器包括2n个单相功率变换器，2n个单相功率变换器串联设置，2n个单 相功率变换器分成n组变换器，每组变换器由相邻的两个单相功率变换器组成， 所述相邻的两个单相功率变换器的输出端作为一相的两个输出端，n为自然数， 且n》3，单相功率变换器包括线性放大器、第一可控开关、第二可控开关、第一二 极管D1和第二二极管D2，线性放大器包括第三可控开关、第四可控开关和运算放大器，第三可控开关的正极端为线性放大器的正极端，第三可控开关的负极端与第四可控开关的正极端相连，第四可控开关的负极端为线性放大器的负极端，第三可控开关的 控制端与第四可控开关的控制端同时与运算放大器的输出端相连，第一可控开关的正极端为高压直流电源正极接入端，第一可控开关的负极 端连接线性放大器的正极端，第一可控开关的负极端同时还与第一二极管Dl 的负极端相连，第一二极管D1的正极端为低压直流电源正极接入端，线性放大 器的负极端连接第二可控开关的正极端，线性放大器的负极端同时还与第二二 极管D2的正极端相连，第二二极管D2的负极端为低压直流电源负极接入端， 第二可控开关的负极端为高压直流电源负极接入端，第三可控开关的负极端与第四可控开关的正极端的连接点引出线作为单相 功率变换器的输出端。本专利技术的优点本专利技术把本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有线性输出和ＰＷＭ输出的混合式功率变换器，其特征在于：它包括线性放大器、第一可控开关（１）、第二可控开关（２）、第一二极管Ｄ１和第二二极管Ｄ２， 线性放大器包括第三可控开关（３）、第四可控开关（４）和运算放大器（５），第三可控开关（３）的正极端为线性放大器的正极端，第三可控开关（３）的负极端与第四可控开关（４）的正极端相连，第四可控开关（４）的负极端为线性放大器的负极端，第三可控开关（３）的控制端与第四可控开关（４）的控制端同时与运算放大器（５）的输出端相连，第一可控开关（１）的正极端为高压直流电源正极接入端，第一可控开关（１）的负极端连接线性放大器的正极端，第一可控开关（１）的负极端同时还与第一二极管Ｄ１的负极端相连，第一二极管Ｄ１的正极端为低压直流电源正极接入端，线性放大器的负极端连接第二可控开关（２）的正极端，线性放大器的负极端同时还与第二二极管Ｄ２的正极端相连，第二二极管Ｄ２的负极端为低压直流电源负极接入端，第二可控开关（２）的负极端为高压直流电源负极接入端， 第三可控开关（３）的负极端与第四可控开关（４）的正极端的连接点引出线作为具有线性输出和ＰＷＭ输出的混合式功率变换器的输出端。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：寇宝泉，刘日忠，刘奉海，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
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