一种电子转换器电路系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电子转换器电路系统及控制方法，所述电子转换器电路系统设置有以数字化控制芯片为中心构筑的软件控制平台，内置有单端式、推挽式、半桥式和全桥式等各种控制模式，通过简单的设置便能使电路系统按照相应的模式进行工作。该电子转换器电路系统以控制场效应管及IGBT为主，控制过程的控制指令通过软件控制平台对各模块进行全方位诊断分析而输出，转换过程中电路工作稳定、转换效率高；此外，在对电子转换器电路系统进行控制的过程中，还对电路系统周边的工作环境的温度、湿度、海拔高度、电磁场强度等环境参数进行检测，平衡各种环境因素，确保整个电路系统工作在安全的范围内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对电子转换器的控制，具体涉及一种应用于电子转换器在直流转交流(DC to AC)、交流转交流(AC to AC)、交流转直流(AC to DC)或直流转直流(DC to DC)等转换过程的电路系统及控制方法。
技术介绍
现代的电子转换器及其控制技术种类很多，按照不同的形式进行分类，主要方式有以下几种:(1)按照转换器逆变部分输出交流的频率，可以分为工频逆变、中频逆变和高频逆变。工频一般指50至60Hz的逆变器；中频逆变的频率一般为400Hz到几十KHz ;高频逆变器的频率则一般在几十KHz到MHz。(2)按转换器逆变部分输入的相数，可分为单相逆变、三相逆变及多相逆变。(3)按转换器逆变部分的输出能量的去向，可以分为有源逆变和无缘逆变。(4)按转换器逆变部分主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。(5)按转换器逆变部分主开关器件的类型，可分为晶闸管逆变、晶体管逆变、场效应管逆变、IGBT 逆变。 (6)按转换器逆变部分输出稳定的参量、可分为电压型逆变和电流型逆变。(7)按照转换器逆变部分输出电压或电流的波形，可分为正弦波输出逆变和非正弦波输出逆变。(8)按转换器逆变部分控制方式、可分为调频式(PFM)逆变和调脉宽式(PWM)逆变。(9)按转换器逆变部分开关电路的工作方式，可分为谐振式逆变、定频硬开关式逆变和定频软开关式逆变。目前，电子转换器的控制方式大都是通过系统内模拟器件的比较或其固定的通道模式来控制或为两者的组合方式，适用于小功率领域的控制，在大功率领域中则极易产生系统崩溃、开关器件出现过电流雪崩状态的情况，从而导致整个电子转换器电路系统无法工作。现有技术中，电子转换器在相关应用中存在的缺陷主要有:(a)传统模拟化的控制方式中，电子转换器的功率较小；(b)由于电路系统中的控制信号来源受模拟器件参数变化的影响，如温湿度、海拔、电磁场、能量源及负载的变化，整个转换器的性能也会随之出现变化，从而导致整个系统性能的不稳定；(C)在模拟化的控制方式中，由于电子转换器采用闭环反馈方式控制，整个回路中有出现参数偏移的情况，通过反馈系统的叠加放大，极易产生系统的崩溃，特别是核心的开关器件电流或电压成指数式上升从而演变成雪崩效应；(d)随着电子转换器功率的增大，对电网产生的电磁兼容影响也越大，只能被动的采用一些功率因数调整电路，增加一些无源滤波电路，从而降低系统的转换效率；(e)目前的电子转换器对负载的控制能力较弱，特别是在高频转换过程种，容易产生多余的电磁能，对周边的使用环境造成磁场污染；在负载变化的过程中，转换器内部响应迟钝，容易造成系统产生故障。电子转换器的数字化控制是当今技术发展的趋势，也是现代逆变技术发展的趋势。虽然数字化控制极大地简化了硬件电路，提高了系统的稳定性、可靠性和控制精度，但数字化控制转换器在实际使用中还存在很多待解决的问题。例如:转换器开关动作对采样的严重干扰；检测的量化误差导致控制精度显著下降；高速运行下数字化脉冲宽度调制时间分辨率的下降；开关功率转换器数字化的数学模型研究不够深入等等。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术一方面提供一种电子转换器电路系统，以解决所述背景中存在的至少一个的问题。一种电子转换器电路系统，所述电路系统包括:电源输入模块、滤波模块、功率因数调整模块、整流滤波及参数检测模块、转换器逆变模块、开关器件驱动模块、数字化控制系统模块以及控制系统供电模块；所述电源输入模块与用于供电的电源连接，作为电路系统的输入端，可适应各种电源输入模型，如单相输入、三相输入以及多相输入；所述滤波模块与电源输入模块连接，该滤波模块为有源滤波或无源滤波模块，用于对电源输入模块的输出信号进行滤波处理；所述功率因数调整模块与滤波模块连接，用于对滤波模块的输出信号进行处理，以调整并提闻系统的功率因 数；所述整流滤波及参数检测模块与功率因数调整模块连接，用于对功率因数调整模块的输出信号进行整流滤波处理后输送至转换器逆变模块，同时检测电性参数(包括经整流滤波处理后的电压、电流及电压纹波等电性参数)并通过对应的传感器反馈至数字化控制系统模块；所述转换器逆变模块的输入端与整流滤波及参数检测模块连接，转换器逆变模块的输出端与负载连接，转换器逆变模块的主电路形式包括有单端式、推挽式、半桥式和全桥式；所述负载可以为电网或固定负载，在负载与转换器逆变模块之间还设置有用于检测负载的频率特性、磁饱和状态以及负载温度的负载检测模块；所述开关器件驱动模块连接于数字化控制系统模块与转换器逆变模块之间，用于通过接收数字化控制系统模块产生的开关信号来控制转换器逆变模块的工作状态；所述控制系统供电模块与数字化控制系统模块连接，用于为数字化控制系统模块供电。所述数字化控制系统模块包括:控制中心模块、均与控制中心模块连接的参数接收及控制使能模块、输入模块以及显示模块；控制中心模块是整个电子转换器电路系统的控制核心，数据汇聚点及运算中心，其包括系统运算核心模块，均与系统运算核心模块连接的数据采集模块、数据驱动输出模块、输入与显示数据处理模块以及数据存储模块。进一步地，所述电源输入模块设置有参数检测模块，该参数检测模块包括电流检测子模块、电压检测子模块、温度检测子模块以及缺相检测子模块；各子模块设置有对应的传感器，用于将对应的参数传送给数字化控制系统模块的参数接收及控制使能模块。进一步地，所述的功率因数调整模块设置有采集电性信号参数的信号参数采集模块，该信号参数采集模块将采集所得的电性信号参数传送至数字化控制系统模块的参数接收及控制使能模块。进一步地，所述电性信号参数包括功率因数调整模块输入端的交流电压信号VA。、交流电流信号Ia。，功率因数调整模块输出端的直流电压信号VD。、接地信号GND，以及功率因数调整模块中开关回路中的第一开关回路电流参数Iqi与第二开关回路电流参数IQ2。较佳地，所述控制系统供电模块包括依次连接的整流单元、高频转换单元以及分组耦合输出单元；所述整流单元与整流滤波及参数检测模块的输入端连接，所述分组耦合输出单元与数字化控制系统模块连接，分组耦合输出单元还与开关器件驱动模块连接，用于为数字化控制系统模块连接与开关器件驱动模块供电；所述的开关器件驱动模块将输入端用于驱动开关器件的驱动信号进行电气隔离后再驱动开关器件工作。进一步地，所述的电子转换器电路系统还设置有急停电源控制器，用于在紧急情况下对电子转换器电路系统进行强制性断电；所述的急停电源控制器串联连接于功率因数调整模块与整流滤波及参数检测模块之间。进一步地，所述的电子转换器电路系统还设置有与数字化控制系统模块连接的环境参数获取模块；所述的环境参数获取模块至少包括有温湿度测试仪、高度计或高斯计中的一种测试仪，分别用于检测温度、湿度，海拔高度以及电磁场强度等环境参数。·本专利技术还提供了一种基于上述电子转换器电路系统的控制方法，所述方法步骤包括:步骤1、在数字化控制系统模块中设置用以保护电子转换器电路系统的门限参数；步骤2、检测电源输入模块、滤波模块、功率因数调整模块、整流滤波及参数检测模块、转换器逆变模块、开关器件驱动模块以及负载的电性参数，并将所述电性参数传送至数字化控制系统模块；步骤3、数字化控制系统模块接收并检测所述电性参数；步骤4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子转换器电路系统，其特征在于，所述电路系统包括：电源输入模块、滤波模块、功率因数调整模块、整流滤波及参数检测模块、转换器逆变模块、开关器件驱动模块、数字化控制系统模块以及控制系统供电模块；所述电源输入模块与用于供电的电源连接，作为电路系统的输入端；所述滤波模块与电源输入模块连接，用于对电源输入模块的输出信号进行滤波处理；所述功率因数调整模块与滤波模块连接，用于对滤波模块的输出信号进行处理，以调整并提高系统的功率因数；所述整流滤波及参数检测模块与功率因数调整模块连接，用于对功率因数调整模块的输出信号进行整流滤波处理后输送至转换器逆变模块，同时检测电性参数并通过对应的传感器反馈至数字化控制系统模块；?所述转换器逆变模块的输入端与整流滤波及参数检测模块连接，转换器逆变模块的输出端与负载连接；所述开关器件驱动模块连接于数字化控制系统模块与转换器逆变模块之间，用于通过接收数字化控制系统模块产生的开关信号来控制转换器逆变模块的工作状态；所述控制系统供电模块与数字化控制系统模块连接，用于为数字化控制系统模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种电子转换器电路系统，其特征在于，所述电路系统包括: 电源输入模块、滤波模块、功率因数调整模块、整流滤波及参数检测模块、转换器逆变模块、开关器件驱动模块、数字化控制系统模块以及控制系统供电模块； 所述电源输入模块与用于供电的电源连接，作为电路系统的输入端； 所述滤波模块与电源输入模块连接，用于对电源输入模块的输出信号进行滤波处理； 所述功率因数调整模块与滤波模块连接，用于对滤波模块的输出信号进行处理，以调整并提闻系统的功率因数； 所述整流滤波及参数检测模块与功率因数调整模块连接，用于对功率因数调整模块的输出信号进行整流滤波处理后输送至转换器逆变模块，同时检测电性参数并通过对应的传感器反馈至数字化控制系统模块； 所述转换器逆变模块的输入端与整流滤波及参数检测模块连接，转换器逆变模块的输出端与负载连接； 所述开关器件驱动模块连接于数字化控制系统模块与转换器逆变模块之间，用于通过接收数字化控制系统模块产生的开关信号来控制转换器逆变模块的工作状态； 所述控制系统供电模块与数字化控制系统模块连接，用于为数字化控制系统模块供电。2.根据权利要求1所述的电子转换器电路系统，其特征在于:所述的电子转换器电路系统还设置有急停电源控制器，用于在紧急情况下对电子转换器电路系统进行强制性断电。3.根据权利要求2所述的电子转换器电路系统，其特征在于:所述负载与转换器逆变模块之间还设置有用于检测负载的频率特性、磁饱和状态以及负载温度的负载检测模块。4.根据权利要求3所述的电子转换器电路系统，其特征在于:所述的电子转换器电路系统还设置有与数字化控制系统模块连接的环境参数获取模块。5.根据权利要求4所述的电子转换器电路系统，其特征在于，所述数字化控制系统模块包括:控制中心模块、均与控制中心模块连接的参数接收及控制使能模块、输入模块以及显示模块。6.根据权利要求5所述的电子转换器电路系统，其特征在于:所述的控制中心模块包括系统运算核心模块，均与系统运算核心模块连接的数据采集模块、数据驱动输出模块、输入与显示数据处理模块以及数据存储模块。7.根据权利要求6所述的电子转换器电路系统，其特征在于:所述电源输入模块设置有参数检测模块，该参数检测模块包括电流检测子模块、电压检测子模块、温度检测子模块以及缺相检测子模块；各子模块设置有对应的传感器，用于将对应的参数传送给数字化控制系统模块的参数接收及控制使能模块。8.根据权利要求7所述的电子转换器电路系统，其特征在于:所述的功率因数调整模块设置有采集电性信号参数的信号参数采集模块，该信号参数采集模块将采集所得的电性信号参数传送至数字化控制系统模块的参数接收及控制使能模块。9.根据权利要求8所述的电子转换器电路系统，其特征在于:所述电性信号参数包括功率因数调整模块输入端的交流电压信号Va。、交流电流信号Ia。,功率因数调整模块输出端的直流电压信号VD。、接地信号GND以及功率因数调整模块中开关回路中的第一开关回路电流参数Iqi与第二开关回路电流参数Iq2。10.根据权利要求9所述的电子转换器电路系统，其特征在于:所述的开关器件驱动模块将输入端用于驱动开关器件的驱动信号进行电气隔离后，再驱动开关器件工作。11.根据权利要求10...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昇澔，
申请(专利权)人：刘昇澔，
类型：发明
国别省市：