串聯(lián)諧振電源零電流檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功率電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及串聯(lián)諧振開關(guān)電源中諧振零電流狀態(tài)的檢測方向，具體涉及一種串聯(lián)諧振電源零電流檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著開關(guān)電源技術(shù)的不斷發(fā)展以及大功率半導(dǎo)體器件的小型化與高頻化，高頻開關(guān)電源已應(yīng)用到各行各業(yè)。其中工作于電流斷續(xù)模式串聯(lián)諧振拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開關(guān)電源因其有近似恒流源的特性，本身具備抵抗負(fù)載短路的能力，被廣泛應(yīng)用于電容器充電電源和高壓靜電除塵領(lǐng)域。理想電流斷續(xù)模式串聯(lián)諧振拓?fù)渥陨淼奶匦允归_關(guān)管工作于零電流開通、零電壓/零電流關(guān)斷狀態(tài)。然而，實(shí)際裝置中的串聯(lián)諧振電源零電流關(guān)斷卻是一個(gè)難題，因?yàn)樨?fù)載變化、溫升、變壓器分布電容等因素的影響，諧振頻率不是一個(gè)定值，而是在一定范圍內(nèi)漂移，使得開關(guān)管無法實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷，進(jìn)而形成較大尖峰，形成強(qiáng)電磁干擾，這樣會(huì)使開關(guān)損耗加大，甚至元器件爆毀。
[0003]對此，傳統(tǒng)對策為:一、通過不斷地改變諧振參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，直至找到合適的諧振參數(shù)，但增加了調(diào)試周期，造成成本上升；二、選擇額定電流更大的開關(guān)器件，以“忽略”此影響，實(shí)際上損耗和干擾仍然存在，而器件成本上升；
[0004]因此提出了檢測電流過零點(diǎn)并采取手段在此時(shí)將開關(guān)管關(guān)斷的做法。而在現(xiàn)有的零電流檢測方法中，都是用電流傳感器將諧振回路中(高頻變壓器初級回路)的諧振電流取樣出來，先用整流橋取其絕對值，再采用比較器取出過零信號后，進(jìn)行一系列處理，形成關(guān)斷脈沖作用于開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號，見圖1 (參考電氣自動(dòng)化《電除塵高頻電源諧振電流過零信號的檢測設(shè)計(jì)》一文和專利CN104578721A等)。
[0005]這些方法存在的問題為:1、采用整流橋處理諧振電流取樣，因?yàn)檎鞫O管壓降的存在，實(shí)際取得的諧振電流絕對值信號在零點(diǎn)附近實(shí)際已經(jīng)有所失真，過零點(diǎn)取出并不準(zhǔn)確，且信號幅度越小失真影響越大。2、取出的過零信號中，存在開關(guān)管續(xù)流二極管電流的第二過零點(diǎn)，如圖2，如果將其直接用于處理開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號，此第二過零點(diǎn)會(huì)影響接下來另一組驅(qū)動(dòng)信號的開始時(shí)間，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)頻率無法提高，降低工作比，因此需要進(jìn)行二次處理(將延時(shí)的驅(qū)動(dòng)信號再和此信號相與)，去掉其第二過零點(diǎn)，保留有效過零信號，此信號前沿才可用于關(guān)斷脈沖形成電路(一般為前沿同步、后沿延時(shí)電路)。這樣無疑增加元件數(shù)量使電路更加復(fù)雜，降低了整體可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種串聯(lián)諧振電源零電流檢測系統(tǒng)，通過改變電流傳感器取樣的位置，取出的電流信號只需要進(jìn)行簡單的處理，即可輕松得到有效的關(guān)斷脈沖觸發(fā)沿，形成關(guān)斷脈沖實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷，解決了現(xiàn)有技術(shù)中整流二極管壓降導(dǎo)致失真、第二過零點(diǎn)需處理、電路復(fù)雜的問題，具有電路簡單，不需要使用整流器件就可實(shí)現(xiàn)零電流檢測功能的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種串聯(lián)諧振電源零電流檢測系統(tǒng)，所述串聯(lián)諧振電源零電流檢測系統(tǒng)包括電流取樣電路、基準(zhǔn)電壓源、電壓比較器和關(guān)斷脈沖形成電路，所述電流取樣電路連接在串聯(lián)諧振電源的逆變開關(guān)直流母線輸入端，電流取樣電路中設(shè)有電流傳感器T1和反向二極管VI，電流傳感器T1的輸出端并聯(lián)反向二極管VI，反向二極管VI的負(fù)極和基準(zhǔn)電壓源連接在電壓比較器的輸入端，電壓比較器的輸出端連接關(guān)斷脈沖形成電路。
[0008]上述系統(tǒng)中，所述電流取樣電路中還包括取樣電阻R1，電流傳感器T1的輸出端并聯(lián)取樣電阻R1和反向二極管VI后連接到電壓比較器的反向或同向輸入端。所述關(guān)斷脈沖形成電路包括上拉電阻R2、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和外接時(shí)間調(diào)整電路，電壓比較器的輸出端經(jīng)上拉電阻R2連接到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的上升或下降沿檢測端，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出有效的關(guān)斷脈沖。所述外接時(shí)間調(diào)整電路中包括外接時(shí)間常數(shù)調(diào)整器件電容C1和電阻R3，電阻R3連接在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端，電容C1連接在電阻R3所在的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個(gè)輸入端之間。所述電流傳感器是霍爾電流傳感器或電流互感器。所述關(guān)斷脈沖形成電路是前沿同步電路或后沿延時(shí)電路，后沿延時(shí)電路采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器或其他形式。所述串聯(lián)諧振電源包括諧振電路、逆變器開關(guān)、IGBT電路、濾波電路、高頻電源變壓器和整流電路，諧振電路、逆變器開關(guān)、IGBT電路、濾波電路、高頻電源變壓器和整流電路依次連接，電流取樣電路連接在逆變開關(guān)的母線輸入端。
[0009]本發(fā)明有益效果是:本發(fā)明通過改變慣用的諧振電流取樣位置，在不同對角開關(guān)管開通時(shí)，流過電流傳感器的電流不會(huì)改變流向，取出的波形無需再使用整流橋處理，直接去除反向波形即得到只有通過IGBT的電流波形，將其與電壓基準(zhǔn)比較后得到方波對應(yīng)的沿準(zhǔn)確對應(yīng)IGBT電流各過零點(diǎn)，可直接用于關(guān)斷脈沖的形成。本發(fā)明大幅簡化了電路，降低了成本；因?yàn)殡娏骱唵危档土斯收下?，提高了整體可靠性；克服現(xiàn)有方法中諧振電流取樣失真的問題，提高了取樣和檢測的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0010]下面對本說明書附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0011]圖1是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的現(xiàn)有技術(shù)中的零電流檢測方法。
[0012]圖2是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的現(xiàn)有技術(shù)中零電流檢測方法的各處波形示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的串聯(lián)諧振電源零電流檢測系統(tǒng)的電流取樣位置示意框圖。
[0014]圖4是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的串聯(lián)諧振電源零電流檢測系統(tǒng)的一種電路實(shí)現(xiàn)示例示意圖。
[0015]圖5是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的串聯(lián)諧振電源零電流檢測系統(tǒng)的各處波形示意圖。
[0016]圖中1為電壓比較起，2為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0018]本發(fā)明通過改變慣用的諧振電流取樣位置，在不同對角開關(guān)管開通時(shí)，流過電流傳感器的電流不會(huì)改變流向，取出的波形無需再使用整流橋處理，直接去除反向波形即得到只有通