采用软件实现电压尖峰抑制的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用软件实现电压尖峰抑制的系统，通过数字控制的电压尖峰抑制电路,该方案主要由负责改变能量路径的第九开关管和第六二极管，负责存储能量及和漏感谐振的第一电容组成，以及第五二极管和第二电容的辅助网络，软件通过三个高效事件管理器分别去控制移相全桥的功率管和有源嵌位管。本发明专利技术采用了数字控制的方案，消除了副边电压尖峰，同时实现了控制器的灵活性，适应性，且显著提升了变换器效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力变换领域，具体涉及一种采用软件实现电压尖峰抑制的系统。
技术介绍
近年来，随着软开关技术的发展，大功率的DC/DC和DC/AC模块已越来越多的采用全桥软开关拓扑结构，采用这种拓扑形式的变换器都具有开关损耗低，保持恒频控制的优点。但这种拓扑形式的变换器也有明显不足，如变压器漏感与整流管寄生电容发生谐振，整流管两端会产生严重电压过冲及振荡现象(电压尖峰)，如果这个电压尖峰抑制的不好，其峰值可能会达到副边母线电压的两倍，这对于副边整流二极管来说是致命的，所以必须采用一定的抑制措施。目前常用的措施包括:(I)整流管两端并联阻容吸收回路，方法简单，但在大功率场合电阻损耗大，吸收效果不理想；(2)在变压器原边加箝位二极管，这样做可以改善变压器副边整流管上的电压振荡，但是不能完全消除振荡。本专利技术中采用了一种新颖的软件嵌位的控制方案，可以很好的抑制整流管电压的尖峰，同时由于采用二级辅助电路网络可以更好的减小电路的损耗，保证的整体变换器的效率，并且数字控制的引入保证了很高的灵活性和很强的鲁棒性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种采用软件实现电压尖峰抑制的系统，本专利技术采用了数字控制的方案，消除了副边电压尖峰，同时实现了控制器的灵活性，适应性，且显著提升了变换器效率。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现:采用软件实现电压尖峰抑制的系统，包括逆变器拓扑和控制模块组成，所述逆变器拓扑由直流转交流模块、有源钳位电路、二次钳位电路和交流转交流模块组成，所述直流转交流模块与有源钳位电路并联连接，所述有源钳位电路还与二次钳位电路和交流转交流模块并联连接，所述控制模块由嵌位驱动逻辑保护模块、控制环路模块、移相全桥驱动逻辑保护模块和三个高效事件管理器串联组成，所述移相全桥驱动逻辑保护模块还与第二高效事件管理器连接，所述第一高效事件管理器设置有第一控制端和第二控制端，所述第一控制端与第一开关管连接，所述第二控制端与第二开关管连接，所述第二高效事件管理器设置有第三控制端和第四控制端，所述第三控制端与第三开关管连接，所述第四控制端与第四开关管连接，所述第三高效事件管理器设置有第五控制端，所述第五控制端与第九开关管连接。进一步的，所述第一高效事件管理器与第二高效事件管理器的载波频率为20K。进一步的，所述第三高效事件管理器的载波频率为40K。进一步的，所述直流转交流模块由电源、变压器、四个二极管和四个开关管连接组成，所述第一开关管和第二开关管串联，并且与电源并联，所述第三开关管和第四开关管串联，并且与电源并联，所述变压器由第一电感和第二电感耦合连接组成，所述第一电感与第二开关管和第四开关管串联，所述第二电感与第二二极管和第四二极管串联，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管串联。进一步的，所述有源钳位电路由第九开关管、第六二极管和第一电容连接组成，所述第九开关管与第一电容串联，并且与第六二极管并联。进一步的，所述二次钳位电路由第五二极管、第二电容和第一电阻连接组成，所述第二电容与第五二极管串联，并且与第一电阻并联。进一步的，所述交流转交流模块由第二电阻和四个开关管连接组成，所述第二电阻与第六开关管串联和第七开关管串联，所述第六开关管串联、第七开关管、第五开关管串联和第八开关管串联。本专利技术的有益效果是: 本专利技术巧妙采用了有源嵌位的原理，将一种新颖的软件有源嵌位控制方法运用到了移相全桥的拓扑结构中，并且打破传统的模拟控制方法，采用了数字控制的方案，消除了副边电压尖峰，同时实现了控制器的灵活性，适应性，且显著提升了变换器效率。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中: 图1是本专利技术的电路拓扑图。图2是本专利技术的是软件控制逻辑图。图3是本专利技术的移相全桥驱动波形图。图4是本专利技术的移相全桥及第九开关管的驱动波形图。图中标号说明:1、逆变器拓扑，2、控制模块，3、控制环路模块，4、嵌位驱动逻辑保护模块，5、移相全桥驱动逻辑保护模块，6、第一高效事件管理器，7、第二高效事件管理器，8、第三高效事件管理器,9、第一控制端，10、第二控制端，11、第三控制端，12、第四控制端，13、第五控制端，14、直流转交流模块，15、有源钳位电路，16、二次钳位电路，17、交流转交流模块，Q1、第一开关管，Q2、第二开关管，Q3、第三开关管，Q4、第四开关管，Q5、第五开关管，Q6、第六开关管，Q7、第七开关管，Q8、第八开关管，Qc、第一开关管，D1、第一二极管，D2、第二二极管，D3、第三二极管，D4、第四二极管，D5、第五二极管，Dc、第六二极管，DC、电源，Tl、变压器，L1、第一电感，L2、第二电感，R1、第一电阻，R2、第二电阻，Cs、第一电容，C2、第二电容。具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。参照图1与图2所示，采用软件实现电压尖峰抑制的系统，包括逆变器拓扑I和控制模块2组成，所述逆变器拓扑I由直流转交流模块14、有源钳位电路15、二次钳位电路16和交流转交流模块17组成，所述直流转交流模块14与有源钳位电路15并联连接，所述有源钳位电路15还与二次钳位电路16和交流转交流模块17并联连接，所述控制模块2由嵌位驱动逻辑保护模块4、控制环路模块3、移相全桥驱动逻辑保护模块5和三个高效事件管理器6、7、8串联组成，所述移相全桥驱动逻辑保护模块5还与第二高效事件管理器7连接，所述第一高效事件管理器6设置有第一控制端9和第二控制端10，所述第一控制端9与第一开关管Ql连接，所述第二控制端10与第二开关管Q2连接，所述第二高效事件管理器7设置有第三控制端11和第四控12制端，所述第三控制端11与第三开关管Q3连接，所述第四控制端12与第四开关管Q4连接，所述第三高效事件管理器8设置有第五控制端13，所述第五控制端13与第九开关管Qc连接。进一步的，所述第一高效事件管理器6与第二高效事件管理器7的载波频率为20K。进一步的，所述第三高效事件管理器8的载波频率为40K。进一步的，所述直流转交流模块14由电源DC、变压器Tl、四个二极管Dl、D2、D3、D4和四个开关管Ql、Q2、Q3、Q4连接组成，所述第一开关管Ql和第二开关管Q2串联，并且与电源DC并联，所述第三开关管Q3和第四开关管Q4串联，并且与电源DC并联，所述变压器Tl由第一电感LI和第二电感L2稱合连接组成,所述第一电感LI与第二开关管Q2和第四开关管Q4串联，所述第二电感L2与第二二极管D2和第四二极管D4串联，所述第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4串联。进一步的，所述有源钳位电路15由第九开关管Qc、第六二极管Dc和第一电容Cs连接组成，所述第九开关管Qc与第一电容Cs串联，并且与第六二极管Dc并联。进一步的，所述二次钳位电路16由第五二极管D5、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用软件实现电压尖峰抑制的系统，其特征在于：包括逆变器拓扑（1）和控制模块（2）组成，所述逆变器拓扑（1）由直流转交流模块（14）、有源钳位电路（15）、二次钳位电路（16）和交流转交流模块（17）组成，所述直流转交流模块（14）与有源钳位电路（15）并联连接，所述有源钳位电路（15）还与二次钳位电路（16）和交流转交流模块（17）并联连接，所述控制模块（2）由嵌位驱动逻辑保护模块（4）、控制环路模块（3）、移相全桥驱动逻辑保护模块（5）和三个高效事件管理器（6、7、8）串联组成，所述移相全桥驱动逻辑保护模块（5）还与第二高效事件管理器（7）连接，所述第一高效事件管理器（6）设置有第一控制端（9）和第二控制端（10），所述第一控制端（9）与第一开关管（Q1）连接，所述第二控制端（10）与第二开关管（Q2）连接，所述第二高效事件管理器（7）设置有第三控制端（11）和第四控（12）制端，所述第三控制端（11）与第三开关管（Q3）连接，所述第四控制端（12）与第四开关管（Q4）连接，所述第三高效事件管理器（8）设置有第五控制端（13），所述第五控制端（13）与第九开关管（Qc）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李炜，陈浩明，
申请(专利权)人：江苏固德威电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：