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一種用于制冷系統(tǒng)的推挽變換器的制造方法

文檔序號:9202311閱讀:330來源:國知局
一種用于制冷系統(tǒng)的推挽變換器的制造方法
【專利說明】-種用于制冷系統(tǒng)的推挽變換器 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種直流變流器,尤其是一種用于制冷系統(tǒng)的推挽式直流變流器。 【【背景技術(shù)】】
[000引由于開關(guān)電源相對于傳統(tǒng)線性電源具有高效率、小體積、高可靠性等優(yōu)點(diǎn),越來越 廣泛的被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通訊、電力、家電、儀器和航空航天等領(lǐng)域。當(dāng)由鉛酸電池供電的開 關(guān)電源和逆變器,如何使其效率更高、體積更小和能量密度高,如今用的最多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是采 用推挽電路拓?fù)?,其特點(diǎn)是采用高頻變壓器,使開關(guān)電源體積小和功率密度高;同時此類拓 撲適合低壓和大電流的應(yīng)用場合,因此在不間斷電源和正弦波逆變器等電源系統(tǒng)前級中得 到廣泛的應(yīng)用。該類電源系統(tǒng)輸出的電壓和電流穩(wěn)定性很大程度上取決于前級輸出高壓的 穩(wěn)定性,無論是電壓單環(huán)控制還是電壓電流雙閉環(huán)控制,其基礎(chǔ)均是電壓反饋控制,輸出電 壓通過光禪反饋電路將其反饋到前端控制器中,增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性,降低了反饋的動態(tài) 性能導(dǎo)致不能精確控制(如圖1所示)。 【
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題,是針對前述【背景技術(shù)】中的缺陷和不足,提供一種新 的推挽變換器,其采樣不依賴光禪等附加采樣措施,可W降低系統(tǒng)成本,提高反饋的動態(tài)性 能進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確的PWM控制。
[0004] 輸入電源Uin可W是交直變換得到的直流電壓也可W是蓄電池、鉛酸電池等直流 電壓形式,輸入電源處設(shè)有流量控制裝置,所述流量控制裝置連接流量探測器,通過反饋 控制電路通斷;所述流量探測器可W使用現(xiàn)有任意類型的流量探測器進(jìn)行監(jiān)測,開關(guān)器件 S1、S2由PWM控制器驅(qū)動進(jìn)行開關(guān)動作,將直流電壓變換為交流方波電壓加在隔離變壓器 T的原邊,在隔離變壓器的副邊繞組只有一個二極管管壓降,隔離變壓器的原邊繞組應(yīng)數(shù)為 N1,副邊繞組應(yīng)數(shù)為N2,兩個開關(guān)器件交替導(dǎo)通,在開關(guān)器件閉合的區(qū)間內(nèi),如當(dāng)開關(guān)器件 S1導(dǎo)通時,二極管D1承受正壓而導(dǎo)通,而D2由于反向偏置而截至,開關(guān)器件S2導(dǎo)通時,D2 導(dǎo)通,D1截至。而在開關(guān)器件閉合區(qū)間內(nèi),儲能電感L兩端的電壓為:
[0005]
[0006] 在兩個開關(guān)器件同時關(guān)斷的時候,電感電流平均分配到隔離變壓器副邊的兩個 繞組中,此時儲能電感L兩端的電壓為:
[0007] UL=-UD-Uwt似
[000引其中,Ud為整流二極管D1、D2的電壓降,U"t為輸出電壓;
[0009] 假設(shè)與儲能電感L禪合的輔助線圈Lau的變比為a,輔助繞組的電壓為測量電壓 Udet,UL=aUdet那么,輸出電壓可W表示為
[0010] 開關(guān)管開通期間

[0011] 開關(guān)管關(guān)斷期間;Uwt= -Ud-QUdet;
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效包括:
[0013] 本申請的推挽變換器,通過直接檢測儲能電感L的實(shí)時電壓,并根據(jù)變壓器固有 參數(shù)、輸入電壓和開關(guān)管是否導(dǎo)通即可確定輸出電壓的變化情況。該推挽變換器采樣不依 賴光禪等附加采樣措施,可W降低系統(tǒng)成本,提高反饋的動態(tài)性能進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確的PWM控 審IJ;同時,其流量控制器可W更好地根據(jù)使用本變換器的制冷裝置的流量狀態(tài)進(jìn)行精確控 審IJ,保證制冷裝置本身的工作狀態(tài),更好地增加功率,進(jìn)而減少能量損耗。 【【附圖說明】】
[0014] 圖1 ;現(xiàn)有推挽變換器的電路控制圖;
[001引圖2;本發(fā)明的推挽變換器電路結(jié)構(gòu)圖;
[0016] 圖3 ;模擬電路實(shí)現(xiàn)的輸出電壓計(jì)算方式圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0017] 為使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚,下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施過程對本發(fā)明作進(jìn)一 步的詳細(xì)說明。
[0018] 由圖2可知,該推挽變換器的包括輸入電源化n,兩個開關(guān)器件S1、S2,隔離變壓器 T,整流二極管D1、D2,儲能電感L、儲能電容C和負(fù)載R,與儲能電感L禪合的輔助線圈Lau, PWM控制器和輸出電壓計(jì)算器。
[0019] 輸入電源Uin可W是交直變換得到的直流電壓也可W是蓄電池、鉛酸電池等直流 電壓形式,開關(guān)器件S1、S2由PWM控制器驅(qū)動進(jìn)行開關(guān)動作,將直流電壓變換為交流方波電 壓加在隔離變壓器T的原邊,在隔離變壓器的副邊繞組只有一個二極管管壓降,隔離變壓 器的原邊繞組應(yīng)數(shù)為N1,副邊繞組應(yīng)數(shù)為N2,兩個開關(guān)管交替導(dǎo)通,在開關(guān)元件閉合的區(qū) 間內(nèi),如當(dāng)開關(guān)管S1導(dǎo)通時,二極管D1承受正壓而導(dǎo)通,而D2由于反向偏置而截至,開關(guān) 管S2導(dǎo)通時,D2導(dǎo)通,D1截至。而在開關(guān)元件閉合區(qū)間內(nèi),根據(jù)基爾霍夫電壓定律可W確 定儲能電感L兩端的電壓為:
[0020]
[0021] 在兩個開關(guān)管同時關(guān)斷的時候,電感電流平均分配到隔離變壓器副邊的兩個繞 組中,此時儲能電感L兩端的電壓為:
[002引UL=-UD-U0ut似
[002引其中,Ud為整流二極管D1、D2的電壓降,U"t為輸出電壓;
[0024] 假設(shè)與儲能電感L禪合的輔助線圈Lau的變比為a,輔助繞組的電壓為測量電壓 Udet,則,Ul=aUdet,那么,輸出電壓可推導(dǎo)為:
[0025] 開關(guān)管開通期間
[0026] 開關(guān)管關(guān)斷期間;Uwt= -U廠aUdet;
[0027] 因此,通過直接檢測儲能電感L的實(shí)時電壓,并根據(jù)變壓器固有參數(shù)、輸入電壓和 開關(guān)管是否導(dǎo)通即可確定輸出電壓的變化情況。
[002引輸入電源處設(shè)有流量控制裝置,所述流量控制裝置連接流量探測器,通過反饋控 制電路通斷;所述流量探測器可W使用現(xiàn)有任意類型的流量探測器進(jìn)行監(jiān)測。
[0029] 而上述關(guān)系可W直接在PWM控制器中利用現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字編程實(shí)現(xiàn),也可W通 過模擬電路的方式實(shí)現(xiàn),如使用減法器、加法器;在使用模擬電路時候,減法器是否使用 ^巧??蒞由一個單刀雙擲開關(guān)來進(jìn)行控制,單刀雙擲開關(guān)的控制與開關(guān)管的控制脈沖相 同,在開關(guān)管導(dǎo)通期間使用該電平,在開關(guān)管截至期間減法器的正輸入端直接接地,如圖3 所示。由于計(jì)算得出的U"t將含有高次諧波,通過低通濾波器將高次諧波濾除后,即可得到 實(shí)時準(zhǔn)確的輸出電壓,再送入PWM控制器中進(jìn)行常規(guī)的PWM驅(qū)動控制,可W實(shí)現(xiàn)電壓閉環(huán)控 制或者電壓電流雙閉環(huán)控制。
[0030] 采樣帶上述控制器的推挽變換器,其采樣不依賴光禪等附加采樣措施,可W降低 系統(tǒng)成本,提高反饋的動態(tài)性能進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確的PWM控制。
[0031] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是;W上實(shí)施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制,盡 管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解;依然 可W對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換,而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何 修改或者等同替換,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于制冷系統(tǒng)的推挽變換器,其特征在于:包括輸入電源Uin,兩個開關(guān)器件 S1、S2,隔離變壓器T,整流二極管D1、D2,儲能電感L、儲能電容C和負(fù)載R,與儲能電感L耦 合的輔助線圈Lau,PWM控制器和輸出電壓計(jì)算器,開關(guān)器件Sl、S2由PWM控制器驅(qū)動進(jìn)行 開關(guān)動作,將輸入電源的直流電壓變換為交流方波電壓加在隔離變壓器T的原邊,在隔離 變壓器的副邊繞組只有一個二極管管壓降,兩個開關(guān)器件交替導(dǎo)通,在開關(guān)元件閉合的區(qū) 間內(nèi),當(dāng)開關(guān)管S1導(dǎo)通時,二極管D1承受正壓而導(dǎo)通,而二極管D2由于反向偏置而截至, 當(dāng)開關(guān)管S2導(dǎo)通時,二極管D2導(dǎo)通,二極管D1截至;輸出電壓計(jì)算器根據(jù)輔助線圈Lau 的測量電壓Udet、隔離變壓器T的原邊繞組匝數(shù)N1、副邊繞組匝數(shù)N2、輸入電壓Uin、二極管 D1、D2管壓降、開關(guān)器件導(dǎo)通時間以及儲能電感L耦合的輔助線圈Lau的變比a來確定輸 出電壓的實(shí)時輸出值Uout,PWM控制器根據(jù)該實(shí)時輸出值產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號來控制開關(guān)器 件S1、S2的導(dǎo)通或關(guān)斷; 所述輸入電源處設(shè)有流量控制裝置,所述流量控制裝置連接流量探測器,通過反饋控 制電路通斷。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制冷系統(tǒng)的推挽變換器,其特征在于:所述實(shí)時輸出值 Uout的計(jì)算公式為: 開關(guān)管開通期間:開關(guān)管關(guān)斷期間:Uwt= -UD_aUdet; 其中,UD為二極管D1、D2的管壓降,U為輔助線圈Lau的測量電壓。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制冷系統(tǒng)的推挽變換器,其特征在于:所述實(shí)時輸出值 Uout的計(jì)算為數(shù)字編程實(shí)現(xiàn)或者通過模擬電路的方式實(shí)現(xiàn)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制冷系統(tǒng)的推挽變換器,其特征在于:該通過模擬電路 實(shí)現(xiàn)實(shí)時輸出值Uout的計(jì)算中,模擬電路為減法器,減法器的其中一個輸入采用單刀雙擲 來實(shí)現(xiàn)與參考地之間的切換,其切換頻率與開關(guān)器件的導(dǎo)通頻率一致。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制冷系統(tǒng)的推挽變換器,其特征在于:所述實(shí)時輸出值 Uout的經(jīng)計(jì)算后通過低通濾波器將高次諧波濾除,將濾波后的電壓發(fā)送至PWM控制器。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制冷系統(tǒng)的推挽變換器,其特征在于:流量探測器可以 使用現(xiàn)有任意類型的流量探測器進(jìn)行監(jiān)測。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種用于制冷系統(tǒng)的推挽變換器,包括輸入電源Uin,兩個開關(guān)器件S1、S2,隔離變壓器T,整流二極管D1、D2,儲能電感L、儲能電容C和負(fù)載R,與儲能電感L耦合的輔助線圈Lau,PWM控制器和輸出電壓計(jì)算器,輸出電壓計(jì)算器根據(jù)輔助線圈Lau的測量電壓Udet、隔離變壓器T的原邊繞組匝數(shù)N1、副邊繞組匝數(shù)N2、輸入電壓Uin、二極管D1、D2管壓降、開關(guān)器件導(dǎo)通時間以及儲能電感L耦合的輔助線圈Lau的變比α來確定輸出電壓的實(shí)時輸出值Uout,PWM控制器根據(jù)該實(shí)時輸出值產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號來控制開關(guān)器件S1、S2的導(dǎo)通或關(guān)斷輸入電源處設(shè)有流量控制裝置,流量控制裝置連接流量探測器,通過反饋控制電路通斷;流量探測器可以使用現(xiàn)有任意類型的流量探測器進(jìn)行監(jiān)測。
【IPC分類】H02M3/337
【公開號】CN104917395
【申請?zhí)枴緾N201510279151
【發(fā)明人】金濤
【申請人】襄陽精圣科技信息咨詢有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月27日
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