具有偏磁抑制的光伏发电用移相全桥变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有偏磁抑制的光伏发电用移相全桥变换器，属于电力电子技术领域，旨在解决现有技术中高频变压器原边电流正负波形不对称导致的偏磁问题。它的主电路包括逆变电路、高频变压器、整流电路和滤波电路，控制电路包括原边电流检测电路、CPU、输出电压反馈电路和分别驱动各MOS管的隔离驱动电路；原边电流检测电路的输入端与高频变压器的原边电连接，原边电流检测电路的输出端接入CPU的模拟量输入接口；各隔离驱动电路的输入端分别与CPU的相应输出端相连；输出电压反馈电路的输入端与滤波电路的输出端电连接。本实用新型专利技术可有效抑制高频变压器偏磁现象的发生，具有控制精度高、工作可靠、抗干扰能力强的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种变换器，特别涉及一种具有偏磁抑制的光伏发电用移相全桥变换器，属于电力电子

技术介绍
光伏发电用移相全桥变换器，包括主电路和控制电路，主电路包括逆变电路、高频变压器、整流电路和滤波电路，高频变压器的原边与逆变电路的输出端电连接，高频变压器的副边与整流电路的输入端电连接；逆变电路由全桥逆变模块和并联电容构成，全桥逆变模块由全桥式拓扑的四个MOS管构成，第一 MOS管(Gl)和第三MOS管(G3)构成全桥逆变模块的超前臂，第二 MOS管(G2)和第四MOS管(G4)构成全桥逆变模块的滞后臂。高频变压器用于实现输入和输出之间的电气隔离并得到合适的输出电压幅值。其不足之处在于:实际运行中，多种因素使得变压器原边电流正负波形不对称，弓丨起变压器铁芯工作时磁化曲线不再关于原点对称，由于磁化曲线是非线性的，当偏磁严重时，铁芯必将进入单方向深度饱和，造成单向磁化电流剧增，增大损耗，严重时甚至对开关管造成损害。为抑制偏磁，使原边电流正负波形对称，移相PWM控制的数字实现方法很多，但由于目前所用DSP芯片不具有直接产生移相信号的功能，主要采用模拟芯片、FPGA以及DSP加外扩数字电路的方式实现。此外，这种方法存在着实现复杂，控制精度直接受存储器容量的限制和不便于实现远程通讯的缺点。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种具有偏磁抑制的光伏发电用移相全桥变换器，具有·控制精度高、工作可靠、抗干扰能力强的优点。为解决以上技术问题，本技术所提供的具有偏磁抑制的光伏发电用移相全桥变换器，包括主电路和控制电路，所述主电路包括逆变电路、高频变压器、整流电路和滤波电路，所述高频变压器的原边与逆变电路的输出端电连接，高频变压器的副边与整流电路的输入端电连接；所述逆变电路由全桥逆变模块和并联电容构成，全桥逆变模块由全桥式拓扑的四个MOS管构成，第一 MOS管(Gl)和第三MOS管(G3)构成全桥逆变模块的超前臂，第二 MOS管(G2)和第四MOS管(G4)构成全桥逆变模块的滞后臂，所述控制电路包括原边电流检测电路、CPU、输出电压反馈电路和分别驱动各MOS管的隔离驱动电路；各所述隔离驱动电路的输入端分别与CPU的相应输出端相连，各所述隔离驱动电路的输出端分别与相应MOS管的栅极相连；所述原边电流检测电路的输入端与所述高频变压器的原边电连接，所述输出电压反馈电路的输入端与所述滤波电路的输出端电连接，所述原边电流检测电路的输出端和所述输出电压反馈电路的输出端分别接入CPU相应的模拟量输入接口。与现有技术相比，本技术的有益效果是:原边电流检测电路采集高频变压器的原边电流输送至CPU，CPU采样后计算得出由第一 MOS管(Gl)和第三MOS管(G3)构成的超前臂的占空比的偏移量，与系统预设的基准值O相比较，若偏移量等于0，则重新采集高频变压器原边电流；若不等于O，则经CPU内部调节器调节使原边电流直流分量的占空比等于O，然后加上0.5作为原边电流直流分量的占空比输出，CPU输出脉宽调变信号，脉宽调变信号输出驱动相应MOS管的隔离驱动电路，控制第一 MOS管(Gl)和第三MOS管(G3)的导通与截止，从而使得原边输出电流正负波形对称，有效抑制高频变压器偏磁现象的发生。作为本技术的进一步改进，所述原边电流检测电路包括电流传感器和电流调理电路；所述电流调理电路包括电流调理二阶低通滤波器、电流调理反相放大器、电流调理反相加法器和电流调理限压电路，所述电流调理二阶低通滤波器的输出端与所述电流调理反相放大器的输入端电连接，所述电流调理反相放大器的输出端依次通过所述电流调理反相加法器和所述电流调理限压电路接入CPU的模拟量输入接口。电流调理电路用于保证较高的信号采集精度，提高电路抗干扰性能，使系统工作更为稳定可靠。作为本技术的进一步改进，所述输出电压反馈电路包括输出电压传感器和电压调理电路，所述电压调理电路包括电压调理二阶低通滤波器、电压调理限压电路和电压调理一阶低通滤波器，所述电压调理二阶低通滤波器的输出端与所述电压调理限压电路的输入端电连接，所述电压调理限压电路的输出端与所述电压调理一阶低通滤波器的输入端电连接。输出电压反馈电路主要用于控制供负载使用的输出电压，本技术采用电压外环和电流内环的双闭环控制系统，即将输出电压反馈电路反馈的电压信号与CPU内预设的基准电压相比较，经CPU内部调节器调节输出作为电流内环的基准，该电流内环基准值与原边检测电流相比较，经脉宽调制电路、移相电路处理后，输出至隔离驱动电路，隔离驱动电路根据CPU输出的信号控制由第二 MOS管(G2)和第四MOS管(G4)构成的滞后臂，实现对系统的闭环控制，通过调节移相角控制变换器的输出电压。作为本技术的优选方案，所述电流传感器采用TBC-SY型号。TBC-SY型电流传感器具有超强的抗干扰能力，适用于测量直流、交流和脉动电流。作为本技术的优选方案，所述输出电压传感器采用TBV10/25A型号。附图说明图1为本技术的结构框图。图2为本技术主电路图。图3为本技术的电流调理电路图。图4为本技术的电压调理电路图。图5为本技术的隔离驱动电路图。图6为本技术的偏磁抑制工作流程图。图7为本技术输出电压控制系统工作原理图。其中，I逆变电路；2高频变压器；3整流电路；4滤波电路；5原边电流检测电路；501电流调理二阶低通滤波器；502电流调理反相放大器；503电流调理反相加法器；504电流调理限压电路；6CPU ；7输出电压反馈电路；701 ;电压调理二阶低通滤波器；702电压调理限压电路；703电压调理一阶低通滤波器；8隔离驱动电路；9输入电流检测电路；10输入电压检测电路；11输出电流反馈电路；12整流电路输出电流检测电路。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细描述。如图1-5所示，具有偏磁抑制的光伏发电用移相全桥变换器，包括主电路和控制电路，主电路包括逆变电路1、高频变压器2、整流电路3和滤波电路4，高频变压器2的原边与逆变电路I的输出端电连接，高频变压器2的副边与整流电路3的输入端电连接；逆变电路I由全桥逆变模块和并联电容构成，全桥逆变模块由全桥式拓扑的四个MOS管构成,第一MOS管Gl和第三MOS管G3构成全桥逆变模块的超前臂，第二 MOS管G2和第四MOS管G4构成全桥逆变模块的滞后臂，控制电路包括原边电流检测电路5、CPU6、输出电压反馈电路7和分别驱动各MOS管的隔离驱动电路8 ;各隔离驱动电路8的输入端分别与CPU6的相应输出端相连，各隔离驱动电路8的输出端分别与相应MOS管的栅极相连；原边电流检测电路5的输入端与高频变压器2的原边电连接，输出电压反馈电路7的输入端与滤波电路4的输出端电连接，原边电流检测电路5的输出端和输出电压反馈电路7的输出端分别接入CPU6相应的模拟量输入接口。原边电流检测电路5包括电流传感器和电流调理电路；电流调理电路包括电流调理二阶低通滤波器501、电流调理反相放大器502、电流调理反相加法器503和电流调理限压电路504，电流调理二阶低通滤波器501的输出端与电流调理反相放大器502的输入端电连接，电流调理反相放大器502的输出端依次通本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有偏磁抑制的光伏发电用移相全桥变换器，包括主电路和控制电路，所述主电路包括逆变电路、高频变压器、整流电路和滤波电路，所述高频变压器的原边与逆变电路的输出端电连接，高频变压器的副边与整流电路的输入端电连接；所述逆变电路由全桥逆变模块和并联电容构成，全桥逆变模块由全桥式拓扑的四个MOS管构成，第一MOS管（G1）和第三MOS管（G3）构成全桥逆变模块的超前臂，第二MOS管（G2）和第四MOS管（G4）构成全桥逆变模块的滞后臂，其特征在于：所述控制电路包括原边电流检测电路、CPU、输出电压反馈电路和分别驱动各MOS管的隔离驱动电路；各所述隔离驱动电路的输入端分别与CPU的相应输出端相连，各所述隔离驱动电路的输出端分别与相应MOS管的栅极相连；所述原边电流检测电路的输入端与所述高频变压器的原边电连接，所述输出电压反馈电路的输入端与所述滤波电路的输出端电连接，所述原边电流检测电路的输出端和所述输出电压反馈电路的输出端分别接入CPU相应的模拟量输入接口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史旺旺，杨鹏，丁建新，
申请(专利权)人：扬州森源电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：