循环变流器的闭环控制制造技术

一种三相谐振循环变流器，包括用于控制循环变流器的开关频率的闭环控制模块，所述闭环控制模块包括：电压信号产生模块，被布置为产生表示循环变流器的电压输出波形的电压信号；存储模块，被布置为累积所述电压输出波形的相位部分的电压信号值，其中所述电压信号值基于电压误差信号和相同的对应相位部分的所累积的历史电压信号值；以及开关频率控制模块，被布置为基于所述电压输出波形的对应相位部分的所累积的电压信号值来产生用于控制循环变流器的开关频率的开关频率控制信号，并基于在所产生的电压信号与参考电压信号之间的差来产生比例电压信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及循环变流器的闭环控制。具体地，本专利技术涉及一种三相谐振循环变流器以及一种控制三相谐振循环变流器的方法，其包括比例和积分开关频率控制。
技术介绍
许多不同产业需要用于基于三相电源供给恒定功率的电源。已经开发循环变流器以用在高效电源中，以便提供相对于传统整流器电源和两级电源的多个改进。循环变流器提供了高效的单级功率变换器。采用单级功率转换的优点基于以下事实单级变换器将具有与传统两级整流器的各个级中的任一级的效率类似的效率(例如，96%)。换言之，来自单级变换器的损耗仅为两级变换器的损耗的一半。该更高效率(更低损 耗)导致整流器内的部件的大小的对应减小，并由此导致耗费更低成本来生产的产品更小。由于以下原因获得其他优点对于给定的系统功率，来自变换器的排气热量将更低(使功率系统设计容易)，以及可以利用比传统两级整流器设计显著更少的部件来实现单级变换器的事实。本申请的申请人已经开发了一种独特的三相谐振循环变流器配置，如PCT公开W02008/018802中所述，该PCT公开以参考的方式并入于此。本申请涉及一种用于控制三相谐振循环变流器(例如，W02008/018802中所述的类型)的改进方法(以及关联的控制系统)。将意识到，尽管诸如在W02008/018802中所述的变换器之类的功率变换器在电信产业中特别有用，但是这些功率变换器在其他产业中也同样适用。W02008/018802已提出可以使用基于循环变流器的所测量出的输出电压的比例和积分反馈元件来控制循环变流器的开关频率。这些比例和积分反馈元件可以使得能够调整开关频率，从而可以相应地调节循环变流器的输出电压。本专利技术的实施例提供了一种用于在输入功率信号的整个全相过程中控制三相谐振循环变流器的开关频率的改进机制。本专利技术的目的是提供相对于现有三相谐振循环变流器的改进控制。本专利技术的进一步目的是提供在输入功率信号的全相期间的三相谐振循环变流器的改进控制。每个目的应当使用至少向公众提供有用选择的目的来分离地理解。本专利技术旨在克服或者至少缓解一些或所有上述问题。
技术实现思路
应当承认，术语“包括”可以在变化的权限下归于排他或相容的含义。出于本说明书的目的，并且除非另外指出，这些术语旨在具有相同的含义，即，它们将被视为包括直接使用参考的所列出的部件，并且还可能包括其他未指定的部件或元件。根据一个方面，本专利技术提供了一种三相谐振循环变流器，其包括用于控制循环变流器的开关频率的闭环控制模块，所述闭环控制模块包括电压信号产生模块，被布置为产生表示循环变流器的电压输出波形的电压信号；存储模块，被布置为累积所述电压输出波形的相位部分的电压信号值，其中，所述电压信号值基于电压误差信号和相同的对应相位部分的所累积的历史电压信号值；以及开关频率控制模块，被布置为基于所述电压输出波形的对应相位部分的所累积的电压信号值来产生用于控制循环 变流器的开关频率的开关频率控制信号，并基于在所产生的电压信号与参考电压信号之间的差来产生比例电压信号。根据另一方面，本专利技术提供了一种控制三相谐振循环变流器的方法，所述方法包括以下步骤产生表示循环变流器的电压输出波形的电压信号；累积所述电压输出波形的相位部分的电压信号值，其中，所述电压信号值基于电压误差信号和相同的对应相位部分的所累积的历史电压信号值；以及基于所述电压输出波形的对应相位部分的所累积的电压信号值来产生用于控制循环变流器的开关频率的开关频率控制信号，并基于在所产生的电压信号与参考电压信号之间的差来产生比例电压信号。根据本专利技术的特定实施例，提供了一种用于三相谐振循环变流器的改进的控制机制。附图说明现在将参照附图，仅通过示例的方式描述本专利技术的实施例，在其中图I示出了根据本专利技术的实施例的所控制的已知三相谐振循环变流器电路；图2示出了根据本专利技术的实施例的所控制的三相谐振循环变流器的开关序列；图3示出了根据本专利技术的实施例的控制机制的系统框图；以及图4示出了根据本专利技术的实施例的积分模块的框图。具体实施例方式第一实施例根据本专利技术的各个实施例，描述了一种用于基于循环变流器输出电压来产生开关频率控制信号的方法。所描述的方法可以在三相谐振循环变流器中实现并用于控制这种循环变流器的输出电压。现在将参照图I来描述循环变流器电路布置。图I示出了以使用该第一实施例的控制方法的半桥形式的三相谐振循环变流器电路。将理解的是，本专利技术的该实施例和其他实施例还可以适用于全桥循环变流器。图I的循环变流器包括形成半桥的双向开关17至19和电容器20至22。开关17由M0SFET35与体二极管36的并联同M0SFET37与体二极管38的并联串联构成。开关17具有四个状态I.接通(MOSFET35 和 MOSFET37 接通)；2.关断(M0SFET35 和 37 关断)；3.正向二极管(M0SFET37接通，接入体二极管36)；4.反向二极管(M0SFET35接通，接入体二极管38)。类似地配置开关18和19。通过利用这四个开关状态，可以如将描述的那样实现全谐振开关。三相供电线23至25将三相AC电提供给半桥。循环变流器的输出驱动由电感器26、电容器27以及变压器29的初级线圈28构成LLC谐振电路。输出线圈30和31经由二极管32和33以及电容器34连接，以形成半桥整流器35。电感器26和电容器27形成串联谐振电路。为了实现低负载输出电压调节，可以通过对主变压器29的磁芯造成间隙来容易地将谐振电路从简单LC谐振电路变换为LLC谐振电路。输出电压控制的主要方法由可变频率控制实现。·现在将参照图2来描述三相谐振循环变流器的开关序列。根据该实施例，循环变流器的开关频率是高频。即，该实施例的开关频率大致为IOOkHz0然而，将理解的是，作为替换，可以使用其他更低或更高的开关频率。为了实现这些需求以实现谐振开关，始终按以下顺序对晶体管排序该顺序使得首先接通最大电压量值(L)电源(mains)相位晶体管，接下来是具有中电压量值(M)的电源相位，然后最后是具有最小电源电压量值(S)的电源相位。以亚微秒死区时间无限地重复该排序(L、M、S、L、M、S、......)以允许谐振负载电压换向。由于电源瞬时输入电压持续改变，因此电源输入的每30度，负责驱动各个晶体管的排列逻辑反转晶体管排列顺序。图2示出了三相电源瞬时电压(黄、蓝和红)在单个电源周期上的变化，并且曲线图直接下方的表示出表示六个晶体管中的每一个在12个电源30度段中的每一个期间的函数的逻辑表。“大相位(L)” 一对电流从具有最大电压量值的电源相位流经谐振负载、变压器并最终至整流器输出的流动进行控制的晶体管。“中相位(M)” 一对电流从具有中等电压量值的电源相位流经谐振负载、变压器并最终至整流器输出的流动进行控制的晶体管。 “小相位(S) ” 一对电流从具有最小电压量值的电源相位流经谐振负载、变压器并最终至整流器输出的流动进行控制的晶体管。逻辑表中的参考Y、B和R指示了三个电源相位瞬时电压黄、蓝或红中的哪些是所指示的相位(L、M或S)的相关电压。该谐振开关序列导致经过晶体管和输出整流器二极管的正弦波电流流动，使得当进行每次开关转移时，电流已经几乎返回至零。这降低了晶体管和输出二极管两者中的开关损耗，并允许使用MOSFET或IGBT开关晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·哈里森，K·李，T·科图拉，Y·法米利安特，
申请(专利权)人：伊顿工业公司，
类型：
国别省市：