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专利号: 202011006930X
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-09-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种集成升降压输出的Boost PFC变换器,其特征在于:包括交流电源us、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第一N型IGBT晶体管S1、第二N型IGBT晶体管S2、第三N型IGBT晶体管S3、第一电解电容C1、第二电解电容C2、第三电解电容C3、第一电感L1、第二电感L2;其中,第一N型IGBT晶体管S1的发射极与第五二极管D5的阳极相对接,第一N型IGBT晶体管S1的集电极与第五二极管D5的阴极相对接,第二N型IGBT晶体管S2的发射极与第六二极管D6的阳极相对接,第二N型IGBT晶体管S2的集电极与第六二极管D6的阴极相对接,第三N型IGBT晶体管S3的发射极与第七二极管D7的阳极相对接,第三N型IGBT晶体管S3的集电极与第七二极管D7的阴极相对接;

交流电源us的其中一端分别对接第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极,交流电源us的另一端分别对接第三二极管D3的阳极、第四二极管D4的阴极;第一二极管D1的阴极、第三二极管D3的阴极、第一电解电容C1的其中一端、第一电感L1的其中一端四者相对接;第一电感L1的另一端分别对接第一N型IGBT晶体管S1的发射极、第二N型IGBT晶体管S2的集电极;

第二N型IGBT晶体管S2的发射极分别对接第三N型IGBT晶体管S3的集电极、第二电感L2的其中一端,第二电感L2的另一端对接第二电解电容C2的其中一端;第一N型IGBT晶体管S1的集电极对接第三电解电容C3的其中一端;第二二极管D2的阳极、第四二极管D4的阳极、第一电解电容C1的另一端、第三N型IGBT晶体管S3的发射极、第二电解电容C2的另一端、第三电解电容C3的另一端六者相对接;

第二电解电容C2的两端构成低压输出端u1,用于接入低压负载;第三电解电容C3的两端构成高压输出端u2,用于接入高压负载。

2.根据权利要求1所述一种集成升降压输出的Boost PFC变换器,其特征在于:所述低压负载和高压负载分别为储能电池、超级电容、直流电阻负载、Buck降压型电路、Boost升压型电路、电机驱动逆变器、并网逆变器等中的任意一种。

3.一种针对权利要求1所述集成升降压输出的Boost PFC变换器的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤A.采集高压输出端u2的电压值U2,并获得其与参考电压值 之间的误差,然后针对该误差进行PI处理,获得参考电流幅值 并进入步骤B;

步骤B.采集第一二极管D1阴极的电压值Udc,并除以第一二极管D1阴极位置电压值的峰值K,所获结果与参考电流幅值 经过乘法器处理,获得第一电流参考值 然后进入步骤C;

步骤C.采集经过第一电感L1的电流idc,并获得其与第一电流参考值 之间的误差,然后针对该误差依次经过PI处理、PWM处理后,针对所获结果取反,即获得第一N型IGBT晶体管S1所对应的控制信号S'1,然后进入步骤D;

步骤D.采集经过第二电感L2的电流i1,并获得其与第二电流参考值 之间的误差,然后针对该误差依次经过PI处理、PWM处理,获得第三N型IGBT晶体管S3所对应的控制信号S'3,然后进入步骤E;

步骤E.针对第一N型IGBT晶体管S1所对应的控制信号S'1与第三N型IGBT晶体管S3所对应的控制信号S'3,执行逻辑异或运算,获得第二N型IGBT晶体管S2所对应的控制信号S'2,然后进入步骤F;

步骤F.应用分别对应第一N型IGBT晶体管S1、第二N型IGBT晶体管S2、第三N型IGBT晶体管S3的控制信号S'1、S'2、S'3,分别针对第一N型IGBT晶体管S1、第二N型IGBT晶体管S2、第三N型IGBT晶体管S3进行控制。

4.根据权利要求3所述一种针对集成升降压输出的Boost PFC变换器的控制方法,其特征在于:基于所述分别对第一N型IGBT晶体管S1、第二N型IGBT晶体管S2、第三N型IGBT晶体管S3的控制,所述集成升降压输出的Boost PFC变换器分别构成两种工作模式如下:工作模式一为功率因数校正下的升降压双负载输出模式,其中,将第二N型IGBT晶体管S2与第三N型IGBT晶体管S3视为一个开关管 使用经过第二N型IGBT晶体管S2与第三N型IGBT晶体管S3的平均电流控制获得开关管 的控制信号;第一N型IGBT晶体管S1与开关管 为互补控制,其中,若开关管 导通,则第一N型IGBT晶体管S1关断,其中,开关管 导通即第二N型IGBT晶体管S2与第三N型IGBT晶体管S3同时导通;若开关管 关断,则第一N型IGBT晶体管S1导通,其中,开关管 关断即第二N型IGBT晶体管S2与第三N型IGBT晶体管S3中至少一个为关断;针对开关管 的控制信号取反,即为第一N型IGBT晶体管S1的控制信号;

工作模式二为工作在低压输出端u1与高压输出端u2之间的双向DC-DC变换模式,其中,将第一N型IGBT晶体管S1与第二N型IGBT晶体管S2视为一个开关管 开关管 与第三N型IGBT晶体管S3为互补控制,其中,若开关管 导通,则第三N型IGBT晶体管S3关断,开关管导通即第一N型IGBT晶体管S1与第二N型IGBT晶体管S2同时导通;若开关管 关断,则第三N型IGBT晶体管S3导通,开关管 关断即第一N型IGBT晶体管S1与第二N型IGBT晶体管S2中至少一个为关断。