一种可重构电外科谐振逆变器及其前馈预测控制方法技术

本发明专利技术提供了一种可重构电外科谐振逆变器，选择变压器匝比、谐振电容容值、谐振电感感值、开关频率作为变量，选择可重构电外科谐振逆变器的效率最高作为优化目标，并将输出电压总谐波失真最大值作为参数选择的约束条件；采用变频控制、变电感控制以及半全桥切换的混合控制策略，提供一种参数优化设计方法，选取最优的电路参数及混合控制策略；本发明专利技术还提供一种含功率补偿的前馈型开关频率/谐振电感预测控制方法，采用预测控制能快速计算开关频率或谐振电感感值，并通过功率反馈控制提高输出功率的控制精度；本发明专利技术在负载阻抗变化时输出恒功率，并提高效率、提升动态响应性能，能够满足不同开关频率范围或谐振电感感值范围限制的应用场合的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子，具体涉及一种可重构电外科谐振逆变器及其前馈预测控制方法。

技术介绍

1、电外科发生器是一种利用高频交流电的热效应进行手术切割和组织凝固的医疗设备。相比传统机械手术刀，电外科发生器具有切割速度快和凝血效果好的优点。然而，在手术过程中，生物组织的负载阻抗会随着手术时间和部位的不同而发生宽范围且快速的变化。为了实现理想的治疗效果，电外科发生器需要在负载阻抗发生宽范围变化时保持恒定的功率输出。通过精确控制输出功率的大小和稳定性，电外科发生器能够满足手术需求，并保护生物组织免受过度热损伤。

2、对于电外科谐振逆变器，要求在实现宽输出电压范围的同时也能实现高频软开关、高效率等特性。传统的电外科谐振逆变器的控制方法有变频控制和定频控制，在变频控制下，电路高效且稳定，但在宽范围输出电压时，开关频率变化范围较宽，不利于磁性元件的设计，且电外科谐振逆变器的输出电压总谐波失真(total harmonic distortion,thd)较大；在定频控制下，电外科谐振逆变器的开关频率固定，控制电路简单，但需要级联dc/dc变换器实现调压功能，这本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种可重构电外科谐振逆变器，其特征在于，包括四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4、谐振电感Lr、谐振电容Cr和隔离变压器Tr，第一开关管Q1的源极与第二开关管Q2的漏极相连，第三开关管Q3的源极与第四开关管Q4的漏极相连，第一开关管Q1的漏极与第三开关管Q3的漏极相连，第二开关管Q2的源极与第四开关管Q4的源极相连，第一开关管Q1的漏极连接到直流输入电压的正端，第二开关管Q2的源极连接到直流输入电压的负端，谐振电感Lr的一端与第一开关管Q1的源极、第二开关管Q2的漏极相连，谐振电感Lr的另一端与变压器Tr原边绕组的一端相连，谐振电容Cr的一端与变压器Tr原边绕组的另一端相连，谐振电容Cr...

【技术特征摘要】

1.一种可重构电外科谐振逆变器，其特征在于，包括四个开关管q1、q2、q3、q4、谐振电感lr、谐振电容cr和隔离变压器tr，第一开关管q1的源极与第二开关管q2的漏极相连，第三开关管q3的源极与第四开关管q4的漏极相连，第一开关管q1的漏极与第三开关管q3的漏极相连，第二开关管q2的源极与第四开关管q4的源极相连，第一开关管q1的漏极连接到直流输入电压的正端，第二开关管q2的源极连接到直流输入电压的负端，谐振电感lr的一端与第一开关管q1的源极、第二开关管q2的漏极相连，谐振电感lr的另一端与变压器tr原边绕组的一端相连，谐振电容cr的一端与变压器tr原边绕组的另一端相连，谐振电容cr的另一端与第三开关管q3的源极、第四开关管q4的漏极相连，变压器tr副边绕组的两端分别与负载阻抗rl的两端相连；

2.根据权利要求1所述的可重构电外科谐振逆变器，其特征在于，步骤1，选择变压器匝比n、谐振电容容值cr、谐振电感感值lr和开关频率fs作为变量，且谐振电感感值lr和开关频率fs作为控制自由度，选择可重构电外科谐振逆变器的效率最大作为优化目标，并将输出电压总谐波失真小于总谐波失真最大值，即将thd<...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾玲，王晶，储星熠，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：