对母线电容放电的方法、系统、电压变换器及存储介质转让专利
申请号 : CN201910090322.2
文献号 : CN109713886B
文献日 : 2021-07-02
发明人 : 柳林
申请人 : 苏州汇川联合动力系统有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种对母线电容放电的方法,适用于电压变换器,所述电压变换器包括母线电容、依次电性连接的斩波单元、变压器和整流单元,且所述母线电容的一端连接至所述斩波单元的第一输入端,所述母线电容的另一端连接至所述斩波单元的第二输入端,其特征在于,所述电压变换器还包括处理器,所述处理器的输出端分别连接至所述斩波单元中各开关管的控制端,所述方法包括采用所述处理器执行以下步骤:在接收到母线电容放电指令时,获取与所述放电指令对应的开关管控制策略;所述母线电容放电指令携带有母线电容的当前电压及放电时间,所述开关管控制策略包括所述斩波单元中各个开关管的开关频率和占空比;
根据所述开关管控制策略控制所述斩波单元中各开关管的开关,以通过所述斩波单元中各开关管的开关损耗及所述变压器的损耗释放所述母线电容的电能,当所述母线电容的电压减小到预设电压阈值时,结束主动放电控制;
其中,所述斩波单元中各个开关管的开关频率和占空比与所述母线电容的放电时间负相关,且所述斩波单元中各个开关管的开关频率和占空比与所述母线电容的当前电压和预设电压阈值之差正相关,根据所述母线电容的电压变化调整各个开关管的开关频率和占空比,以使得所述母线电容在不同的放电过程中能够以不同的放电速度进行放电。
2.根据权利要求1所述的对母线电容放电的方法,其特征在于,当所述斩波单元为全桥电路时,所述开关管控制策略为:
控制所述全桥电路内同一桥臂上的上桥臂开关管和下桥臂开关管互补导通,且所述全桥电路内两个上桥臂管或两个下桥臂管不同时导通,并使各个开关管以固定开关频率和占空比工作;或者,
控制所述全桥电路内同一桥臂上的上桥臂开关管和下桥臂开关管互补导通,且所述全桥电路内两个上桥臂管或两个下桥臂管不同时导通,并在放电过程中,根据所述母线电容的电压变化实时调整各个开关管的开关频率和占空比。
3.根据权利要求1所述的对母线电容放电的方法,其特征在于,当所述斩波单元为半桥电路时,所述开关管控制策略为:
控制所述半桥电路的上桥臂开关管和下桥臂开关管互补导通,并使各个开关管以固定开关频率和占空比工作;或者,
控制所述半桥电路内上桥臂开关管和下桥臂开关管互补导通,并在放电过程中,根据所述母线电容的电压变化实时调整各个开关管的开关频率和占空比。
4.根据权利要求2或3所述的对母线电容放电的方法,其特征在于,所述预设电压阈值为60V。
5.一种对母线电容放电的系统,适用于电压变换器,所述电压变换器包括母线电容、依次电性连接的斩波单元、变压器和整流单元,且所述母线电容的一端连接至所述斩波单元的第一输入端,所述母线电容的另一端连接至所述斩波单元的第二输入端,其特征在于,所述电压变换器还包括处理器,所述处理器的输出端分别连接至所述斩波单元中各开关管的控制端,所述处理器包括:
开关管控制策略获取单元,用于在接收到母线电容放电指令时,获取与所述放电指令对应的开关管控制策略;所述母线电容放电指令携带有母线电容的当前电压及放电时间,所述开关管控制策略包括所述斩波单元中各个开关管的开关频率和占空比;
主动放电控制单元,用于根据所述开关管控制策略控制所述斩波单元中各开关管的开关,以通过所述斩波单元中各开关管的开关损耗及所述变压器的损耗释放所述母线电容的电能,当所述母线电容的电压减小到预设电压阈值时,结束主动放电控制;
其中,所述斩波单元中各个开关管的开关频率和占空比与所述母线电容的放电时间负相关,且所述斩波单元中各个开关管的开关频率和占空比与及所述母线电容的当前电压和预设电压阈值之差正相关,根据所述母线电容的电压变化调整各个开关管的开关频率和占空比,以使得所述母线电容在不同的放电过程中能够以不同的放电速度进行放电。
6.根据权利要求5所述的对母线电容放电的系统,其特征在于,当所述斩波单元为全桥电路时,所述开关管控制策略为:
控制所述全桥电路内同一桥臂上的上桥臂开关管和下桥臂开关管互补导通,且所述全桥电路内两个上桥臂管或两个下桥臂管不同时导通,并使各个开关管以固定开关频率和占空比工作;或者,
控制所述全桥电路内同一桥臂上的上桥臂开关管和下桥臂开关管互补导通,且所述全桥电路内两个上桥臂管或两个下桥臂管不同时导通,并在放电过程中,根据所述母线电容的电压变化实时调整各个开关管的开关频率和占空比。
7.根据权利要求5所述的对母线电容放电的系统,其特征在于,当所述斩波单元为半桥电路时,所述开关管控制策略为:
控制所述半桥电路的上桥臂开关管和下桥臂开关管互补导通,并使各个开关管以固定开关频率和占空比工作;或者,
控制所述半桥电路内上桥臂开关管和下桥臂开关管互补导通,并在放电过程中,根据所述母线电容的电压变化实时调整各个开关管的开关频率和占空比。
8.根据权利要求6或7所述的对母线电容放电的系统,其特征在于,所述预设电压阈值为60V。
9.一种电压变换器,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有可在所述处理器执行的计算机程序,且所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1‑4中任一项所述的对母线电容放电的方法的步骤。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1‑4中任一项所述的对母线电容放电的方法的步骤。
说明书 :
对母线电容放电的方法、系统、电压变换器及存储介质
技术领域
背景技术
器接收到放电命令时,通过控制开关管Q7将母线电容能量通过电阻快速消耗。
电阻,因而无法缩小直流变换器的体积。
发明内容
高、无法缩小直流变换器体积的问题。
和整流单元,且所述母线电容的一端连接至所述斩波单元的第一输入端,所述母线电容的
另一端连接至所述斩波单元的第二输入端,所述电压变换器还包括处理器,所述处理器的
输出端分别连接至所述斩波单元中各开关管的控制端,所述方法包括采用所述处理器执行
以下步骤:
述斩波单元中各个开关管的开关频率和占空比;
电压阈值时,结束主动放电控制;
和占空比工作;或者,
电容的电压变化实时调整各个开关管的开关频率和占空比。
端连接至所述斩波单元的第一输入端,所述母线电容的另一端连接至所述斩波单元的第二
输入端,所述电压变换器还包括处理器,所述处理器的输出端分别连接至所述斩波单元中
各开关管的控制端,所述处理器包括:
间,所述开关管控制策略包括所述斩波单元中各个开关管的开关频率和占空比;
线电容的电压减小到预设电压阈值时,结束主动放电控制;
和占空比工作;或者,
电容的电压变化实时调整各个开关管的开关频率和占空比。
的对母线电容放电的方法的步骤。
增加额外的主动放电器件,成本低,节省直流变换器的体积;且发波逻辑简单,对软件及控
制的要求低,应用范围广。
附图说明
具体实施方式
解释本发明实施例,并不用于限定本发明实施例。
依次电性连接的斩波单元4、变压器T和整流单元5,且母线电容C1的一端连接至斩波单元4
的第一输入端,母线电容C1的另一端连接至斩波单元4的第二输入端;本发明实施例提供的
电压变换器还包括处理器,处理器的输出端分别连接至斩波单元4中各开关管的控制端。具
体地,本发明实施例提供的对母线电容放电的方法包括采用处理器执行以下步骤:
元中各个开关管的开关频率和占空比。
物半导体场效应晶体管)或二极管。上述开关管控制策略可通过PWM(Pulse Width
Modulation,脉冲宽度调制)波实现,其可由驱动电路(每一开关管对应一个驱动电路)根据
开关管控制策略生成,斩波单元中各个开关管的开关频率即为PWM波的频率,斩波单元中各
个开关管的开通时间与PWM波的占空比相关。
信号的控制频率即为PWM波的频率。
(具体可设置为60V)时,结束主动放电控制。
Q1和Q3不同时导通,Q2和Q4不同时导通,并使各个开关管以固定开关频率和占空比工作,该
固定开关频率和占空比具体可根据不同场合中直流母线电容的当前电压、放电时间及预设
电压阈值等提前设置。具体地,上述固定开关频率和占空比可与母线电容C1的放电时间负
相关,即要求的主动放电时间越短,主动放电控制信号的控制频率越高,占空比越大。此外,
上述固定开关频率和占空比可与母线电容C1的当前电压和预设电压阈值之差正相关,即母
线电容C1的当前电压与预设电压阈值之差越高,主动放电控制信号的控制频率越高,占空
比越大。
的电压变化实时调整各个开关管的开关频率和占空比。具体通过以下方式实时调整:将放
电过程划分为多个放电阶段,每个放电阶段起始点处检测一次母线电容C1电压,根据母线
电容C1电压剩余放电时间重新计算一次开关频率和占空比,这样相对于固定频率和占空比
控制可以提高放电控制精度。
容的当前电压、放电时间及预设电压阈值等提前设置。具体地,上述固定开关频率和占空比
可与母线电容C1的放电时间负相关,即要求的主动放电时间越短,主动放电控制信号的控
制频率越高,占空比越大。此外,上述固定开关频率和占空比可与母线电容C1的当前电压与
预设电压阈值之差正相关,即母线电容C1的当前电压越高与预设电压阈值之差越高,主动
放电控制信号的控制频率越高,占空比越大。
下方式实时调整:将放电过程划分为多个放电阶段,每个放电阶段起始点处检测一次母线
电容C1电压,根据母线电容C1电压剩余放电时间重新计算一次开关频率和占空比,这样相
对于固定频率和占空比控制可以提高放电控制精度。
其中示波器1通道为下桥臂开关管Q2的驱动波形,2通道为下桥臂开关管Q2的功率端点的电
流波形,3通道为下桥臂开关管Q2功率端点的电压波形。
电,产生较大电流,电压及电流的交叠产生开关损耗。在下桥臂开关管Q2关断,上桥臂开关
管Q1导通的半周期也有相同的过程。且在这个开关过程中,变压器T被励磁及退磁,变压器T
磁芯产生铜损和铁损,加快放电速度。在整个斩波单元4的开关管的开关过程中,电压变换
器产生的输出电压被低压电池箝位。
体积;且发波逻辑简单,对软件及控制的要求低,应用范围广。
单元的第一输入端,母线电容的另一端连接至斩波单元的第二输入端,电压变换器还包括
处理器,处理器的输出端分别连接至斩波单元中各开关管的控制端,处理器包括:
管控制策略包括斩波单元中各个开关管的开关频率和占空比。
设电压阈值(具体可设置为60V)时,结束主动放电控制。
工作。
电压变化实时调整各个开关管的开关频率和占空比。
程序时实现如上所述的一种对母线电容放电的方法的步骤。本实施例中的电压变换器6与
上述图3对应实施例中的对母线电容放电的方法属于同一构思,其具体实现过程详细见对
应的方法实施例,且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用,这里不再赘
述。
质与上述图3对应实施例中的一种对母线电容放电的方法属于同一构思,其具体实现过程
详细见对应的方法实施例,且方法实施例中的技术特征在本设备实施例中均对应适用,这
里不再赘述。
都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围
为准。