環(huán)流控制方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)流控制方法和裝置，該方法包括：對(duì)逆變器中的環(huán)流進(jìn)行檢測(cè)；根據(jù)在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)，確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颍桓鶕?jù)確定的補(bǔ)償方向，對(duì)開關(guān)器件的開關(guān)頻率進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明通過對(duì)逆變器中的環(huán)流進(jìn)行檢測(cè)并根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果動(dòng)態(tài)補(bǔ)償開關(guān)器件的開關(guān)頻率，使其與諧振頻率一致，能夠以簡(jiǎn)單的方式最大程度上減小環(huán)流，實(shí)現(xiàn)ZVS。
【專利說明】環(huán)流控制方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路檢測(cè)領(lǐng)域，并且特別地，涉及一種逆變器的環(huán)流控制方法和裝置。【背景技術(shù)】
[0002]感應(yīng)I禹合電能傳輸(InductiveCoupled Power Transfer,簡(jiǎn)稱為 ICPT)技術(shù)是一種通過電磁耦合以非接觸式方式向負(fù)載傳遞能量的技術(shù)。
[0003]圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)原理框圖。如圖1所示，感應(yīng)耦合電能傳輸過程為:初級(jí)電路將工頻電整流濾波后在初級(jí)線圈中產(chǎn)生高頻電流，拾取電路通過拾取機(jī)構(gòu)在初級(jí)線圈附近的變化磁場(chǎng)中拾取能量，經(jīng)過功率調(diào)節(jié)器為負(fù)載供電。
[0004]其中，初級(jí)電路的高頻逆變部分主要是將直流電變化為高頻交流電并提供給初級(jí)線圈，以便在初級(jí)線圈周圍廣生聞?lì)l磁場(chǎng)。初級(jí)電路的聞?lì)l逆變部分例如可以米用負(fù)載并聯(lián)諧振型逆變器。負(fù)載并聯(lián)諧振型逆變器按照主電路的形式不同，可分為半橋式逆變器、推挽式逆變器和全橋式逆變器。下面以負(fù)載并聯(lián)諧振型全橋逆變器為例進(jìn)行說明。
[0005]負(fù)載并聯(lián)諧振型全橋逆變電路通常包括電流源、全橋逆變器以及諧振電路。具體而言，全橋逆變器例如可以由兩對(duì)或更多對(duì)開關(guān)元件構(gòu)成，并且諧振電路例如可以由電感和電容構(gòu)成。
[0006]通常情況下，采用ICPT技術(shù)的系統(tǒng)對(duì)負(fù)載并聯(lián)諧振型全橋逆變器的控制有以下兩點(diǎn)要求:(I)上、下橋臂各有一個(gè)開關(guān)器件必須導(dǎo)通，以此保證電流通過，并防止大的過電壓的出現(xiàn)；(2)開關(guān)器件必須在諧振電容兩端電壓的過零點(diǎn)進(jìn)行切換(Zero VoltageSwitching,簡(jiǎn)稱為ZVS)，否則在開關(guān)器件的切換時(shí)刻諧振電容會(huì)被短路，導(dǎo)致在逆變器中出現(xiàn)尖峰電流(環(huán)流)。
[0007]電流型ICPT系統(tǒng)的特點(diǎn)是負(fù)載通過拾取電路獲得能量，拾取電路通過與初級(jí)線圈耦合拾取能量，最終負(fù)載以改變初級(jí)線圈等效阻抗的形式影響初級(jí)電路。實(shí)際上，作為一種無線電能傳輸系統(tǒng)，其負(fù)載往往具有很大的隨機(jī)性，負(fù)載的變化會(huì)引起系統(tǒng)諧振頻率的變化。
[0008]逆變器中的環(huán)流主要是開關(guān)器件在諧振電壓非零點(diǎn)切換引起的，諧振頻率的變化以及開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)則是導(dǎo)致開關(guān)器件在非零點(diǎn)切換的主要因素。因此，需要采取措施使開關(guān)頻率跟隨諧振頻率的變化，并且對(duì)開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，這樣就能保證開關(guān)器件在諧振電壓過零點(diǎn)切換，即實(shí)現(xiàn)ZVS，最大程度的減小環(huán)流。
[0009]對(duì)于諧振頻率可變的ICPT系統(tǒng)，目前已經(jīng)有人提出調(diào)節(jié)開關(guān)器件的開關(guān)頻率使其跟隨諧振電壓過零點(diǎn)，即變頻ZVS控制。但是，采用調(diào)節(jié)開關(guān)頻率使其跟隨諧振電壓過零點(diǎn)(變頻ZVS控制)需采取措施使開關(guān)頻率跟隨諧振頻率的變化，且對(duì)開關(guān)器件關(guān)斷延時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。解決關(guān)斷延時(shí)主要采取的措施是在控制電路中加入相位超前校正裝置，使輸出信號(hào)超前于輸入信號(hào)，然后再對(duì)調(diào)節(jié)后的信號(hào)進(jìn)行處理。該方案雖然對(duì)硬件要求不高，但是這種方案難以確定超前相位角，而且通常的超前校正裝置難以對(duì)相位實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)
\-ZX O[0010]另外，對(duì)于諧振頻率可變的ICPT系統(tǒng)，可以采用動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電路參數(shù)使其諧振頻率與固定的開關(guān)頻率一致的方式實(shí)現(xiàn)ZVS。這樣，就需要要在電路中加入磁放大器、可控電感或電容，但是在電路中加上高性能的磁放大器、可控電感或電容是非常昂貴的，而且會(huì)增加系統(tǒng)的體積。
[0011]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中難以控制(或稱為抑制)逆變器中的環(huán)流的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中難以控制(抑制)逆變器中的環(huán)流的問題，本發(fā)明提出一種環(huán)流控制方法和裝置，能夠以簡(jiǎn)單的方式準(zhǔn)確補(bǔ)償開關(guān)器件的開關(guān)頻率以使之與諧振頻率一致，從而有效控制環(huán)流。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種環(huán)流控制方法，該控制方法包括:
[0015]對(duì)逆變器中的環(huán)流進(jìn)行檢測(cè)；
[0016]根據(jù)在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)，確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颍?br> [0017]根據(jù)確定的補(bǔ)償方向，對(duì)開關(guān)器件的開關(guān)頻率進(jìn)行補(bǔ)償。
[0018]其中，對(duì)開關(guān)器件的開關(guān)頻率進(jìn)行補(bǔ)償包括:
[0019]以預(yù)定步長(zhǎng)改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率，其中，在每一次改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率之后，根據(jù)本次改變后檢測(cè)到的逆變器的環(huán)流的參數(shù)確定是否需要進(jìn)一步對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償以及繼續(xù)進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颉?br> [0020]并且，檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)包括環(huán)流的電流值和/或環(huán)流的方向。
[0021]此外，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為環(huán)流的正向電流與反向電流均增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率。
[0022]另外，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為僅環(huán)流的正向電流或反向電流增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
[0023]而且，根據(jù)在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)，確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较虬?
[0024]通過雙路比較器對(duì)檢測(cè)到的環(huán)流的正向電流與反向電流進(jìn)行分別比較；
[0025]如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到的脈沖信號(hào)顯示環(huán)流的正向電流和反向電流均增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率；
[0026]如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到脈沖信號(hào)顯示環(huán)流只有單向電流增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
[0027]優(yōu)選地，逆變器是負(fù)載并聯(lián)諧振型全橋逆變器。
[0028]優(yōu)選地，開關(guān)器件是開關(guān)管。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種環(huán)流控制裝置，該控制裝置包括:
[0030]檢測(cè)模塊，用于對(duì)逆變器中的環(huán)流進(jìn)行檢測(cè)；[0031]確定模塊，用于根據(jù)檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)，確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颍?br> [0032]補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)確定的補(bǔ)償方向，對(duì)開關(guān)器件的開關(guān)頻率進(jìn)行補(bǔ)償。
[0033]其中，補(bǔ)償模塊用于以預(yù)定步長(zhǎng)改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率，其中，在每一次改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率之后，檢測(cè)模塊檢測(cè)本次改變后逆變器的環(huán)流，并且，確定模塊用于根據(jù)本次改變后檢測(cè)到的逆變器的環(huán)流的參數(shù)確定是否需要進(jìn)一步對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償以及繼續(xù)進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颉?br> [0034]并且，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為正向電流與反向電流均增大，則確定模塊確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率；在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為僅環(huán)流的正向電流或反向電流增大，則確定模塊確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
[0035]此外，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，檢測(cè)模塊包括雙路比較器，雙路比較器用于對(duì)檢測(cè)到的環(huán)流的正向電流與反向電流進(jìn)行分別比較；
[0036]并且，如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到的脈沖信號(hào)顯示環(huán)流正向電流和反向電流均增大，則確定模塊確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率；
[0037]如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到脈沖信號(hào)顯示環(huán)流只有單向電流增大，則確定模塊確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
[0038]本發(fā)明通過對(duì)逆變器中的環(huán)流進(jìn)行檢測(cè)并根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果動(dòng)態(tài)補(bǔ)償(調(diào)整)開關(guān)器件的開關(guān)頻率，使其與諧振頻率一致，能夠以簡(jiǎn)單的方式最大程度上減小環(huán)流，實(shí)現(xiàn)ZVS。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0040]圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)原理框圖；
[0041]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)流控制方法的流程圖；
[0042]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)流控制方法所應(yīng)用的負(fù)載并聯(lián)諧振型全橋逆變電路原理圖；
[0043]圖4a和4b是理想狀態(tài)下諧振頻率變化而開關(guān)頻率不變時(shí)諧振電容電壓和開關(guān)器件電流仿真波形圖；
[0044]圖5a和圖5b是實(shí)際系統(tǒng)中諧振頻率變化，開關(guān)頻率不變時(shí)諧振電容電壓和開關(guān)器件電流波形圖；
[0045]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)流控制方法對(duì)初級(jí)電路實(shí)現(xiàn)環(huán)流檢測(cè)的原理示意圖；
[0046]圖7a和圖7b是諧振頻率不同于開關(guān)頻率時(shí)開關(guān)器件環(huán)流波形圖；
[0047]圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)流控制方法的一個(gè)示例的示意圖；[0048]圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)流控制方法的具體處理實(shí)例的流程圖；
[0049]圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)流控制裝置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0051 ] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了 一種環(huán)流控制方法。
[0052]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)流控制方法包括:
[0053]步驟S201，對(duì)逆變器中的環(huán)流進(jìn)行檢測(cè)；
[0054]步驟S203，根據(jù)在每一次開關(guān)器件(例如，可以是開關(guān)管)切換的時(shí)刻檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)，確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颍?br> [0055]步驟S205，根據(jù)確定的補(bǔ)償方向，對(duì)開關(guān)器件的開關(guān)頻率進(jìn)行補(bǔ)償。
[0056]其中，在對(duì)開關(guān)器件的開關(guān)頻率進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，可以以預(yù)定步長(zhǎng)(即，每次改變一預(yù)定的頻率值)改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率，其中，在每一次改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率之后，根據(jù)本次改變后檢測(cè)到的逆變器的環(huán)流的參數(shù)確定是否需要進(jìn)一步對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償以及繼續(xù)進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颉?br> [0057]其中，檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)包括環(huán)流的電流值和/或環(huán)流的方向。
[0058]并且，一方面，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為環(huán)流的正向電流與反向電流均增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率；另一方面，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為僅環(huán)流的正向電流或反向電流增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
[0059]另外，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，根據(jù)檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)，可以通過比較器來根據(jù)檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)頻率補(bǔ)償方向。此時(shí)，可以通過雙路比較器對(duì)檢測(cè)到的環(huán)流的正向電流與反向電流進(jìn)行分別比較；一方面，如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到的脈沖信號(hào)顯示環(huán)流正向電流和反向電流均增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率；另一方面，如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到脈沖信號(hào)顯示環(huán)流只有單向電流增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
[0060]優(yōu)選地，逆變器是負(fù)載并聯(lián)諧振型全橋逆變器。
[0061]優(yōu)選地，開關(guān)器件是開關(guān)管。
[0062]下面將結(jié)合具體實(shí)例，描述本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0063]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上述處理可以應(yīng)用于多種ICPT系統(tǒng)，例如，可以用于負(fù)載并聯(lián)諧振型全橋逆變電路，該電路系統(tǒng)的原理如圖3所示。參見圖3，示例性的負(fù)載并聯(lián)諧振型全橋逆變電路包括四個(gè)由開關(guān)器件(在該示例中為開關(guān)管！\、T2, T3和T4)組成的橋臂，其中開關(guān)管T1和T4作為一對(duì)，開關(guān)管T2和T3作為一對(duì)。這里的開關(guān)管TpTyT3和T4例如可以是IGBT(絕緣柵雙極性晶體管)。逆變電路還包括直流電壓源Vd。、直流電感Ld。、初級(jí)線圈補(bǔ)償電容Cp ( S卩，諧振電容)以及初級(jí)線圈電感LP，其中直流電壓源Vd。與直流電感Ld。串聯(lián)形成等效電流源，初級(jí)線圈補(bǔ)償電容Cp與初級(jí)線圈電感Lp并聯(lián)形成并聯(lián)諧振電路。通過控制開關(guān)管對(duì)的交替導(dǎo)通，可以將直流電流變換成高頻交流電流。
[0064]如上所述，在ICPT系統(tǒng)中，當(dāng)諧振頻率變化時(shí)，如果調(diào)節(jié)開關(guān)管的開關(guān)頻率f使其跟隨諧振頻率fo的變化，即保證f = fo，那么，開關(guān)管能夠在諧振電容電壓過零點(diǎn)切換，逆變器輸出標(biāo)準(zhǔn)正弦波，開關(guān)管電流平穩(wěn)。
[0065]當(dāng)諧振頻率增大或減小時(shí)，如果開關(guān)管的開關(guān)頻率不變，則開關(guān)管會(huì)在諧振電容電壓非過零點(diǎn)通斷，諧振電容和電源被短路，初級(jí)電感在自身感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用下形成了附加電流，該電流在初級(jí)電感和開關(guān)管之間形成回路，且只在初級(jí)電感和開關(guān)管之間流動(dòng)，即，出現(xiàn)環(huán)流。
[0066]圖4a示出了諧振頻率變化而開關(guān)頻率不變時(shí)，在f < f0的情況下諧振電容電壓和開關(guān)管電流仿真波形，圖4b示出了諧振頻率變化而開關(guān)頻率不變時(shí)，在f > f0的情況下諧振電容電壓和開關(guān)管電流仿真波形。
[0067]從圖4a和4b可以看出，諧振頻率大于或小于開關(guān)頻率時(shí),諧振電容的電壓在過零點(diǎn)產(chǎn)生畸變，在開關(guān)管某一個(gè)固定的通斷時(shí)刻，開關(guān)管中有很大的尖峰電流(環(huán)流)，其尖峰電流的方向是單一的。
[0068]以上關(guān)于諧振頻率的變化對(duì)系統(tǒng)的影響以及圖4a和圖4b中諧振電容電壓、開關(guān)管電流仿真波形的獲得均是在假設(shè)系統(tǒng)中的元器件都為理想器件的情況下得到的。
[0069]而如圖5a和5b所示，在實(shí)際系統(tǒng)中，通過對(duì)諧振頻率、開關(guān)頻率、流過開關(guān)管(以圖3所示的開關(guān)管T1為例)的尖峰電流三者之間的關(guān)系反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)諧振頻率大于或小于開關(guān)頻率時(shí)，諧振電容電壓在過零點(diǎn)均會(huì)產(chǎn)生畸變。如圖5a所示，當(dāng)諧振頻率大于開關(guān)頻率時(shí)，在開關(guān)管T1某一個(gè)固定的通斷時(shí)刻，流過開關(guān)管T1的尖峰電流的方向是單一的。如圖5b所示，當(dāng)諧振頻率小于開關(guān)頻率時(shí)，流過開關(guān)管T1的尖峰電流方向并不是單一的。
[0070]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上述方法對(duì)初級(jí)電路實(shí)現(xiàn)環(huán)流檢測(cè)的原理示意圖。
[0071]如圖6所示，基于環(huán)流檢測(cè)實(shí)現(xiàn)ZVS的ICPT系統(tǒng)中控制電路部分主要由傳感器、變送電路、微處理器以及驅(qū)動(dòng)隔離四部分組成。其中傳感器對(duì)初級(jí)電路中開關(guān)器件環(huán)流進(jìn)行檢測(cè)，變送電路將檢測(cè)到的環(huán)流信號(hào)轉(zhuǎn)換成微處理器可以接受的信號(hào)，微處理器接收變送后的信號(hào)并將其與控制規(guī)律比對(duì)，然后微處理器按照控制規(guī)律改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率，最后輸出PWM信號(hào)來控制或者說驅(qū)動(dòng)初級(jí)電路的開關(guān)器件。
[0072]圖7a和圖7b是諧振頻率不同于開關(guān)頻率時(shí)開關(guān)管環(huán)流波形圖。如果微處理器接收到的信號(hào)如圖7a所示(此時(shí)諧振頻率大于開關(guān)頻率)，即在開關(guān)管的通斷時(shí)刻環(huán)流的方向具有單一性，則逐步增大開關(guān)頻率，使其趨于諧振頻率。如果微處理器接收到的信號(hào)如圖7b所示(此時(shí)諧振頻率小于開關(guān)頻率)，即在開關(guān)管的通斷時(shí)刻環(huán)流的方向具有雙向性，則逐步減小開關(guān)頻率，使其趨于諧振頻率。當(dāng)微處理器接收到的信號(hào)沒有尖峰時(shí)，則不改變開關(guān)頻率，以當(dāng)前開關(guān)頻率驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)器件。
[0073]為了控制(抑制)上述環(huán)流，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)流控制方法例如可以根據(jù)圖8所示的方式來實(shí)現(xiàn)。
[0074]在圖8中，輸入為開關(guān)器件的環(huán)流電流，輸出為由電流互感器互感出的開關(guān)器件環(huán)流電流信號(hào)，輸出2為比較器將開關(guān)器件環(huán)流電流流經(jīng)電阻而形成的電壓信號(hào)與設(shè)定閾值相比較后得到的1、0信號(hào)，輸出3為在微處理器中對(duì)所拾取的輸出2的1、0信號(hào)進(jìn)行控制并改變頻率后輸出的兩路反相的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)(PWM信號(hào))。
[0075]如圖8所示，在電流互感器將開關(guān)器件的環(huán)流采集出來以后，通過兩路比較器比較輸出將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成為脈沖信號(hào)并輸入到控制器(例如微處理器)進(jìn)行變頻處理，最終控制器輸出PWM信號(hào)以驅(qū)動(dòng)逆變器的開關(guān)器件。
[0076]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)流控制方法的具體處理實(shí)例的流程圖。
[0077]如圖9所示，系統(tǒng)最初運(yùn)行在初始硬開關(guān)頻率下，然后檢查開關(guān)管T4(參見圖3)的驅(qū)動(dòng)波形是否出現(xiàn)下降沿，如果判定比較控制后的兩路電流信號(hào)同時(shí)有下降沿，則減小開關(guān)頻率(F)以進(jìn)行補(bǔ)償(F-Af)，如果判定比較控制后的電路電流信號(hào)僅一個(gè)有下降沿，則增大開關(guān)頻率以進(jìn)行補(bǔ)償(F+Af)。其中，Af即為改變開關(guān)器件頻率的預(yù)定步長(zhǎng)(頻率值)，并且Λ f可以為一個(gè)固定值，也可以按照一定規(guī)律變化(g卩，多次調(diào)整開關(guān)器件的開關(guān)頻率時(shí)，頻率調(diào)節(jié)的幅度可以是不同的)。
[0078]通過上述方案，就能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)逆變器中環(huán)流，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)頻率使其與諧振頻率一致，實(shí)現(xiàn)ZVS，最大程度上減小環(huán)流。
[0079]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了 一種環(huán)流控制裝置。
[0080]如圖10所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括:
[0081]檢測(cè)模塊1，用于對(duì)逆變器中的環(huán)流進(jìn)行檢測(cè)；
[0082]確定模塊2，用于根據(jù)檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)，確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颍?br> [0083]補(bǔ)償模塊3，用于根據(jù)確定的補(bǔ)償方向，對(duì)開關(guān)器件的開關(guān)頻率進(jìn)行補(bǔ)償。
[0084]其中，補(bǔ)償模塊3用于以預(yù)定步長(zhǎng)改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率，其中，在每一次改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率之后，檢測(cè)模塊I檢測(cè)本次改變后逆變器的環(huán)流，并且，確定模塊2用于根據(jù)本次改變后檢測(cè)到的逆變器的環(huán)流的參數(shù)確定是否需要進(jìn)一步對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償以及繼續(xù)進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颉?br> [0085]其中，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為正向電流與反向電流均增大，則確定模塊2確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率；如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為僅環(huán)流的正向電流或反向電流增大，則確定模塊2確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
[0086]可選地，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，檢測(cè)模塊I包括雙路比較器，雙路比較器用于對(duì)檢測(cè)到的環(huán)流的正向電流與反向電流進(jìn)行分別比較；
[0087]并且，如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到的脈沖信號(hào)顯示環(huán)流正向電流和反向電流均增大，則確定模塊確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率；
[0088]如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到的脈沖信號(hào)顯示環(huán)流只有單向電流增大，則確定模塊確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
[0089]本發(fā)明提出的實(shí)時(shí)檢測(cè)逆變器中環(huán)流，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)頻率以使其與諧振頻率一致來實(shí)現(xiàn)ZVS的方法是基于微處理器的控制補(bǔ)償方法，該方法硬件電路簡(jiǎn)單，是一種比較簡(jiǎn)單且可靠的解決方式。并且此方法可以實(shí)時(shí)的檢測(cè)環(huán)流大小，一旦環(huán)流的大小超過一定的閾值，通過改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率使其與諧振頻率一致，減小環(huán)流大小，使得開關(guān)器件在諧振電壓的過零點(diǎn)切換，以動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)ZVS。[0090]應(yīng)當(dāng)注意，盡管之前通過比較器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)并根據(jù)比較器輸出的結(jié)果進(jìn)行開關(guān)頻率補(bǔ)償，但是在實(shí)際應(yīng)用中，還可以通過其他多種電流檢測(cè)器件來檢測(cè)環(huán)流，并且相應(yīng)地根據(jù)這些器件的檢測(cè)結(jié)果來的判斷環(huán)流的參數(shù)，進(jìn)而完成頻率補(bǔ)償。只要檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)能夠反映出正向電流和反向電流均增大、或者檢測(cè)結(jié)果為環(huán)流的方向?yàn)閱我环较颍湍軌驅(qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0091]綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過檢測(cè)環(huán)流并根據(jù)環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果動(dòng)態(tài)補(bǔ)償(調(diào)整)開關(guān)器件的開關(guān)頻率以使其與諧振頻率一致，能夠以簡(jiǎn)單的方式最大程度上減小環(huán)流，從而實(shí)現(xiàn)ZVS。
[0092]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)流控制方法，其特征在于，包括: 對(duì)逆變器中的環(huán)流進(jìn)行檢測(cè)； 根據(jù)在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)，確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颍? 根據(jù)確定的補(bǔ)償方向，對(duì)開關(guān)器件的開關(guān)頻率進(jìn)行補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)流控制方法，其特征在于，對(duì)開關(guān)器件的開關(guān)頻率進(jìn)行補(bǔ)償包括: 以預(yù)定步長(zhǎng)改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率，其中，在每一次改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率之后，根據(jù)本次改變后檢測(cè)到的逆變器的環(huán)流的參數(shù)確定是否需要進(jìn)一步對(duì)所述開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償以及繼續(xù)進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颉?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)流控制方法，其特征在于，檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)包括環(huán)流的電流值和/或環(huán)流的方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)流控制方法，其特征在于，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為環(huán)流的正向電流與反向電流均增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)流控制方法，其特征在于，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為僅環(huán)流的正向電流或反向電流增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)流控制方法，其特征在于，根據(jù)在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)，確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较虬? 通過雙路比較器對(duì)檢測(cè)到的環(huán)流的正向電流與反向電流進(jìn)行分別比較； 如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到的脈沖信號(hào)顯示環(huán)流的正向電流和反向電流均增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率； 如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到的脈沖信號(hào)顯示環(huán)流只有單向電流增大，則確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)流控制方法，其特征在于，所述逆變器是負(fù)載并聯(lián)諧振型全橋逆變器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)流控制方法，其特征在于，所述開關(guān)器件是開關(guān)管。
9.一種環(huán)流控制裝置，其特征在于，包括: 檢測(cè)模塊，用于對(duì)逆變器中的環(huán)流進(jìn)行檢測(cè)； 確定模塊，用于根據(jù)檢測(cè)到的環(huán)流的參數(shù)，確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颍? 補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)確定的補(bǔ)償方向，對(duì)開關(guān)器件的開關(guān)頻率進(jìn)行補(bǔ)償。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)流控制方法，其特征在于，所述補(bǔ)償模塊用于以預(yù)定步長(zhǎng)改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率，其中，在每一次改變開關(guān)器件的開關(guān)頻率之后，所述檢測(cè)模塊檢測(cè)本次改變后所述逆變器的環(huán)流，并且，所述確定模塊用于根據(jù)本次改變后檢測(cè)到的逆變器的環(huán)流的參數(shù)確定是否需要進(jìn)一步對(duì)所述開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償以及繼續(xù)進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较颉?br> 11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的環(huán)流控制裝置，其特征在于，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)刻，如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為正向電流與反向電流均增大，則所述確定模塊確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率；如果對(duì)逆變器進(jìn)行環(huán)流檢測(cè)的結(jié)果為僅環(huán)流的正向電流或反向電流增大，則所述確定模塊確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)流控制裝置，其特征在于，在每一次開關(guān)器件切換的時(shí)亥IJ，所述檢測(cè)模塊包括雙路比較器，所述雙路比較器用于對(duì)檢測(cè)到的環(huán)流的正向電流與反向電流進(jìn)行分別比較； 并且，如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到的脈沖信號(hào)顯示環(huán)流正向電流和反向電流均增大，則所述確定模塊確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)闇p小開關(guān)器件的開關(guān)頻率； 如果經(jīng)由比較器進(jìn)行雙路比較后得到的脈沖信號(hào)顯示環(huán)流只有單向電流增大，則所述確定模塊確定對(duì)開關(guān)器件進(jìn) 行頻率補(bǔ)償?shù)姆较驗(yàn)樵龃箝_關(guān)器件的開關(guān)頻率。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK103580527SQ201210272438
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】王霄, 侯潔, 李聃, 龍海岸, 孫會(huì), 秦超 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心, 海爾集團(tuán)公司