專利名稱：一種電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)電子轉(zhuǎn)換器的控制，具體涉及一種應(yīng)用于電子轉(zhuǎn)換器在直流轉(zhuǎn)交流(DC to AC)、交流轉(zhuǎn)交流(AC to AC)、交流轉(zhuǎn)直流(AC to DC)或直流轉(zhuǎn)直流(DC to DC)等轉(zhuǎn)換過程的電路系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的電子轉(zhuǎn)換器及其控制技術(shù)種類很多，按照不同的形式進(jìn)行分類，主要方式有以下幾種:(1)按照轉(zhuǎn)換器逆變部分輸出交流的頻率，可以分為工頻逆變、中頻逆變和高頻逆變。工頻一般指50至60Hz的逆變器；中頻逆變的頻率一般為400Hz到幾十KHz ;高頻逆變器的頻率則一般在幾十KHz到MHz。(2)按轉(zhuǎn)換器逆變部分輸入的相數(shù)，可分為單相逆變、三相逆變及多相逆變。(3)按轉(zhuǎn)換器逆變部分的輸出能量的去向，可以分為有源逆變和無緣逆變。(4)按轉(zhuǎn)換器逆變部分主電路的形式，可分為單端式、推挽式、半橋式和全橋式逆變。(5)按轉(zhuǎn)換器逆變部分主開關(guān)器件的類型，可分為晶閘管逆變、晶體管逆變、場(chǎng)效應(yīng)管逆變、IGBT 逆變。

(6)按轉(zhuǎn)換器逆變部分輸出穩(wěn)定的參量、可分為電壓型逆變和電流型逆變。(7)按照轉(zhuǎn)換器逆變部分輸出電壓或電流的波形，可分為正弦波輸出逆變和非正弦波輸出逆變。(8)按轉(zhuǎn)換器逆變部分控制方式、可分為調(diào)頻式(PFM)逆變和調(diào)脈寬式(PWM)逆變。(9)按轉(zhuǎn)換器逆變部分開關(guān)電路的工作方式，可分為諧振式逆變、定頻硬開關(guān)式逆變和定頻軟開關(guān)式逆變。目前，電子轉(zhuǎn)換器的控制方式大都是通過系統(tǒng)內(nèi)模擬器件的比較或其固定的通道模式來控制或?yàn)閮烧叩慕M合方式，適用于小功率領(lǐng)域的控制，在大功率領(lǐng)域中則極易產(chǎn)生系統(tǒng)崩潰、開關(guān)器件出現(xiàn)過電流雪崩狀態(tài)的情況，從而導(dǎo)致整個(gè)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)無法工作。現(xiàn)有技術(shù)中，電子轉(zhuǎn)換器在相關(guān)應(yīng)用中存在的缺陷主要有:(a)傳統(tǒng)模擬化的控制方式中，電子轉(zhuǎn)換器的功率較小；(b)由于電路系統(tǒng)中的控制信號(hào)來源受模擬器件參數(shù)變化的影響，如溫濕度、海拔、電磁場(chǎng)、能量源及負(fù)載的變化，整個(gè)轉(zhuǎn)換器的性能也會(huì)隨之出現(xiàn)變化，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)性能的不穩(wěn)定；(C)在模擬化的控制方式中，由于電子轉(zhuǎn)換器采用閉環(huán)反饋方式控制，整個(gè)回路中有出現(xiàn)參數(shù)偏移的情況，通過反饋系統(tǒng)的疊加放大，極易產(chǎn)生系統(tǒng)的崩潰，特別是核心的開關(guān)器件電流或電壓成指數(shù)式上升從而演變成雪崩效應(yīng)；(d)隨著電子轉(zhuǎn)換器功率的增大，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的電磁兼容影響也越大，只能被動(dòng)的采用一些功率因數(shù)調(diào)整電路，增加一些無源濾波電路，從而降低系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率；(e)目前的電子轉(zhuǎn)換器對(duì)負(fù)載的控制能力較弱，特別是在高頻轉(zhuǎn)換過程種，容易產(chǎn)生多余的電磁能，對(duì)周邊的使用環(huán)境造成磁場(chǎng)污染；在負(fù)載變化的過程中，轉(zhuǎn)換器內(nèi)部響應(yīng)遲鈍，容易造成系統(tǒng)產(chǎn)生故障。電子轉(zhuǎn)換器的數(shù)字化控制是當(dāng)今技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，也是現(xiàn)代逆變技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。雖然數(shù)字化控制極大地簡(jiǎn)化了硬件電路，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和控制精度，但數(shù)字化控制轉(zhuǎn)換器在實(shí)際使用中還存在很多待解決的問題。例如:轉(zhuǎn)換器開關(guān)動(dòng)作對(duì)采樣的嚴(yán)重干擾；檢測(cè)的量化誤差導(dǎo)致控制精度顯著下降；高速運(yùn)行下數(shù)字化脈沖寬度調(diào)制時(shí)間分辨率的下降；開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器數(shù)字化的數(shù)學(xué)模型研究不夠深入等等。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明一方面提供一種電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，以解決所述背景中存在的至少一個(gè)的問題。一種電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)包括:電源輸入模塊、濾波模塊、功率因數(shù)調(diào)整模塊、整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊、轉(zhuǎn)換器逆變模塊、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊以及控制系統(tǒng)供電模塊；所述電源輸入模塊與用于供電的電源連接，作為電路系統(tǒng)的輸入端，可適應(yīng)各種電源輸入模型，如單相輸入、三相輸入以及多相輸入；所述濾波模塊與電源輸入模塊連接，該濾波模塊為有源濾波或無源濾波模塊，用于對(duì)電源輸入模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理；所述功率因數(shù)調(diào)整模塊與濾波模塊連接，用于對(duì)濾波模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，以調(diào)整并提聞系統(tǒng)的功率因 數(shù)；所述整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊與功率因數(shù)調(diào)整模塊連接，用于對(duì)功率因數(shù)調(diào)整模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行整流濾波處理后輸送至轉(zhuǎn)換器逆變模塊，同時(shí)檢測(cè)電性參數(shù)(包括經(jīng)整流濾波處理后的電壓、電流及電壓紋波等電性參數(shù))并通過對(duì)應(yīng)的傳感器反饋至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊；所述轉(zhuǎn)換器逆變模塊的輸入端與整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊連接，轉(zhuǎn)換器逆變模塊的輸出端與負(fù)載連接，轉(zhuǎn)換器逆變模塊的主電路形式包括有單端式、推挽式、半橋式和全橋式；所述負(fù)載可以為電網(wǎng)或固定負(fù)載，在負(fù)載與轉(zhuǎn)換器逆變模塊之間還設(shè)置有用于檢測(cè)負(fù)載的頻率特性、磁飽和狀態(tài)以及負(fù)載溫度的負(fù)載檢測(cè)模塊；所述開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊連接于數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊與轉(zhuǎn)換器逆變模塊之間，用于通過接收數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊產(chǎn)生的開關(guān)信號(hào)來控制轉(zhuǎn)換器逆變模塊的工作狀態(tài)；所述控制系統(tǒng)供電模塊與數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊連接，用于為數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊供電。所述數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊包括:控制中心模塊、均與控制中心模塊連接的參數(shù)接收及控制使能模塊、輸入模塊以及顯示模塊；控制中心模塊是整個(gè)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的控制核心，數(shù)據(jù)匯聚點(diǎn)及運(yùn)算中心，其包括系統(tǒng)運(yùn)算核心模塊，均與系統(tǒng)運(yùn)算核心模塊連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)輸出模塊、輸入與顯示數(shù)據(jù)處理模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。
進(jìn)一步地，所述電源輸入模塊設(shè)置有參數(shù)檢測(cè)模塊，該參數(shù)檢測(cè)模塊包括電流檢測(cè)子模塊、電壓檢測(cè)子模塊、溫度檢測(cè)子模塊以及缺相檢測(cè)子模塊；各子模塊設(shè)置有對(duì)應(yīng)的傳感器，用于將對(duì)應(yīng)的參數(shù)傳送給數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊的參數(shù)接收及控制使能模塊。進(jìn)一步地，所述的功率因數(shù)調(diào)整模塊設(shè)置有采集電性信號(hào)參數(shù)的信號(hào)參數(shù)采集模塊，該信號(hào)參數(shù)采集模塊將采集所得的電性信號(hào)參數(shù)傳送至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊的參數(shù)接收及控制使能模塊。進(jìn)一步地，所述電性信號(hào)參數(shù)包括功率因數(shù)調(diào)整模塊輸入端的交流電壓信號(hào)VA。、交流電流信號(hào)Ia。，功率因數(shù)調(diào)整模塊輸出端的直流電壓信號(hào)VD。、接地信號(hào)GND，以及功率因數(shù)調(diào)整模塊中開關(guān)回路中的第一開關(guān)回路電流參數(shù)Iqi與第二開關(guān)回路電流參數(shù)IQ2。較佳地，所述控制系統(tǒng)供電模塊包括依次連接的整流單元、高頻轉(zhuǎn)換單元以及分組耦合輸出單元；所述整流單元與整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊的輸入端連接，所述分組耦合輸出單元與數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊連接，分組耦合輸出單元還與開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊連接，用于為數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊連接與開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊供電；所述的開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊將輸入端用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行電氣隔離后再驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件工作。進(jìn)一步地，所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)還設(shè)置有急停電源控制器，用于在緊急情況下對(duì)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)制性斷電；所述的急停電源控制器串聯(lián)連接于功率因數(shù)調(diào)整模塊與整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊之間。進(jìn)一步地，所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)還設(shè)置有與數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊連接的環(huán)境參數(shù)獲取模塊；所述的環(huán)境參數(shù)獲取模塊至少包括有溫濕度測(cè)試儀、高度計(jì)或高斯計(jì)中的一種測(cè)試儀，分別用于檢測(cè)溫度、濕度，海拔高度以及電磁場(chǎng)強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)。
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本發(fā)明還提供了一種基于上述電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的控制方法，所述方法步驟包括:步驟1、在數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊中設(shè)置用以保護(hù)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的門限參數(shù)；步驟2、檢測(cè)電源輸入模塊、濾波模塊、功率因數(shù)調(diào)整模塊、整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊、轉(zhuǎn)換器逆變模塊、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊以及負(fù)載的電性參數(shù)，并將所述電性參數(shù)傳送至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊；步驟3、數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊接收并檢測(cè)所述電性參數(shù)；步驟4、輸出滿足穩(wěn)定性要求的控制指令，以確保電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)；步驟5、電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)開始啟動(dòng)，以步進(jìn)小于預(yù)置值X的功率漸進(jìn)式達(dá)到負(fù)載所需功率；步驟6、實(shí)時(shí)檢測(cè)并判斷電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的各參數(shù)是否異常，若異常則對(duì)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，等待各參數(shù)正常時(shí)，電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)才繼續(xù)工作；步驟7、電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)入結(jié)束狀態(tài)時(shí)，以步進(jìn)小于預(yù)置值X的功率漸進(jìn)式降低到O ;步驟8、在電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)工作過程中若出現(xiàn)緊急情況，可通過控制急停電源控制器使電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)強(qiáng)制性斷電。進(jìn)一步地，所述控制方法在步驟I之前還包括:
步驟a、電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)獲取并檢測(cè)環(huán)境參數(shù)，判斷電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)是否工作在安全的范圍內(nèi)，若是，則進(jìn)入下一步；若為否，則提示用戶電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)處于工作不安全的環(huán)境中，并重復(fù)步驟a。。較佳地，步驟I所述的門限參數(shù)包括轉(zhuǎn)換器逆變模塊在轉(zhuǎn)換過程中的峰值電壓、峰值電流，各模塊的最高工作溫度以及電路系統(tǒng)非正常狀態(tài)時(shí)的檢測(cè)參數(shù)；所述電路系統(tǒng)非正常狀態(tài)時(shí)的檢測(cè)參數(shù)包括缺相檢測(cè) 、低電壓檢測(cè)以及輸出短路檢測(cè)。具體地，步驟2所述各模塊以及負(fù)載的電性參數(shù)至少包括:電源輸入模塊的輸入電壓紋波、輸出電壓的相序； 濾波模塊的浪涌參數(shù)、電磁干擾信號(hào)；功率因數(shù)調(diào)整模塊的功率因數(shù)；整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊的電壓、電流、電壓紋波；轉(zhuǎn)換器逆變模塊的逆變頻率、相位、脈沖寬度；開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊的電壓、電流、相位、溫度；以及負(fù)載的頻率特性、磁飽和狀況與溫度等各電性參數(shù)中的一種參數(shù)。較佳地，步驟4所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)為電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)工作在設(shè)置的門限參數(shù)范圍內(nèi)；步驟5與步驟7中所述的預(yù)置值X為30W ;所述的環(huán)境參數(shù)包括電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)所處環(huán)境的濕度、溫度、海拔高度以及電磁場(chǎng)強(qiáng)度。本發(fā)明的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊是以數(shù)字化控制芯片為中心構(gòu)筑的軟件控制平臺(tái)，內(nèi)置有單端式、推挽式、半橋式和全橋式等各種控制模式，通過簡(jiǎn)單的設(shè)置便能按照相應(yīng)的模式進(jìn)行工作。該電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)以控制場(chǎng)效應(yīng)管及IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)為主，控制過程的指令通過軟件控制平臺(tái)對(duì)各模塊進(jìn)行全方位診斷分析而輸出，轉(zhuǎn)換過程中電路工作穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換效率高、且電磁兼容影響能控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，不僅環(huán)保而且節(jié)能。在對(duì)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)行控制的過程中，不僅對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行全方位測(cè)定，設(shè)置了各種電路保護(hù)參數(shù)，還對(duì)電路系統(tǒng)周邊的工作環(huán)境的溫度、濕度、海拔高度、電磁場(chǎng)強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，平衡各種環(huán)境因素，確保整個(gè)電路系統(tǒng)工作在安全的范圍內(nèi)。本發(fā)明的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)及其控制方法具有適應(yīng)性強(qiáng)，能應(yīng)用滿足各種不同頻率段的轉(zhuǎn)換要求，不受輸入的相數(shù)限制，特別適合應(yīng)用于大功率、多組電子轉(zhuǎn)換器組合及被控電路一致性不高的環(huán)境下。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的電路框圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的控制方法的流程示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊的電路框圖；圖4為圖3中的控制中心模塊的電路框圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中的功率因數(shù)調(diào)整模塊的電路框圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例中的控制系統(tǒng)供電模塊的電路框圖；圖7為電路系統(tǒng)中開關(guān)器件通斷時(shí)產(chǎn)生的瞬間短路過壓狀態(tài)示意圖；圖8為當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變，出現(xiàn)感性電流過沖時(shí)開關(guān)器件的電流、電壓狀態(tài)示意圖9為開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行電氣隔離處理后再驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件工作的示意圖；圖10為冷卻系統(tǒng)的工作原理流程圖。
具體實(shí)施例方式為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。如附圖1所示，一種電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)包括:電源輸入模塊、濾波模塊、功率因數(shù)調(diào)整模塊、整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊、急停電源控制器、轉(zhuǎn)換器逆變模塊、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊、控制系統(tǒng)供電模塊以及環(huán)境參數(shù)獲取模塊。為方便描述，若無特別說，本發(fā)明中所述的電路系統(tǒng)均是指所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)明。所述電源輸入模塊與用于供電的電源連接，作為電路系統(tǒng)的輸入端，可適應(yīng)各種電源輸入模型，如單相輸入、三相輸入以及多相輸入；所述濾波模塊與電源輸入模塊連接，用于對(duì)電源輸入模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理；該濾波模塊為有源 濾波或無源濾波模塊，包括有共模抑制電路、差模抑制電路以及隨機(jī)噪聲抑制電路，具體可根據(jù)電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行配置，使電路系統(tǒng)的電磁兼容影響控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)；所述功率因數(shù)調(diào)整模塊與濾波模塊連接，用于對(duì)濾波模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，以調(diào)整并提聞系統(tǒng)的功率因數(shù)；所述整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊與功率因數(shù)調(diào)整模塊連接，用于對(duì)功率因數(shù)調(diào)整模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行整流濾波處理后輸送至轉(zhuǎn)換器逆變模塊，同時(shí)檢測(cè)電性參數(shù)(包括經(jīng)整流濾波處理后的電壓、電流及電壓紋波等電性參數(shù))并通過對(duì)應(yīng)的傳感器反饋至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊；所述轉(zhuǎn)換器逆變模塊的輸入端與整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊連接，轉(zhuǎn)換器逆變模塊的輸出端與負(fù)載連接，負(fù)載可以為電網(wǎng)或固定負(fù)載，在負(fù)載與轉(zhuǎn)換器逆變模塊之間還設(shè)置有用于檢測(cè)負(fù)載的頻率特性、磁飽和狀態(tài)以及負(fù)載溫度的負(fù)載檢測(cè)模塊。該負(fù)載檢測(cè)模塊將測(cè)得的頻率特性、磁飽和狀態(tài)以及負(fù)載溫度通過相應(yīng)的傳感器或信號(hào)傳輸電路反饋至數(shù)字化控制模塊，所述的頻率特性，是指負(fù)載的電抗參數(shù)，如負(fù)載表現(xiàn)為容抗還是感抗；磁飽和狀態(tài)的檢測(cè)，是針對(duì)具有變壓器特性的負(fù)載，如檢測(cè)負(fù)載的的磁場(chǎng)強(qiáng)度及其與輸入負(fù)載的電流值的關(guān)系的檢測(cè)。轉(zhuǎn)換器逆變模塊為承接直流轉(zhuǎn)交流的功能模塊，用于承接輸入端的整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊的直流信號(hào)，并根據(jù)數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊發(fā)出的控制指令(如轉(zhuǎn)換頻率、轉(zhuǎn)換時(shí)間點(diǎn)、轉(zhuǎn)換時(shí)間寬度等控制指令)向輸出端的負(fù)載輸出交流信號(hào)，同時(shí)把轉(zhuǎn)換過程中的各個(gè)回路的電流、電壓信號(hào)實(shí)時(shí)返回到數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊，確保整個(gè)轉(zhuǎn)換過程的可控。所述開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊連接于數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊與轉(zhuǎn)換器逆變模塊之間，用于通過接收數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊產(chǎn)生的開關(guān)信號(hào)來控制轉(zhuǎn)換器逆變模塊的工作狀態(tài)；開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊將輸入端用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行電氣隔離后，再驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件工作；所述控制系統(tǒng)供電模塊與數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊連接，用于為數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊供電。
所述的數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊是以數(shù)字化控制芯片為中心構(gòu)筑的軟件控制平臺(tái)，內(nèi)置有單端式、推挽式、半橋式和全橋式等各種控制模式，通過簡(jiǎn)單的設(shè)置便能使電路系統(tǒng)按照相應(yīng)的控制模式進(jìn)行工作。該數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊包括:控制中心模塊、均與控制中心模塊連接的參數(shù)接收及控制使能模塊、輸入模塊以及顯示模塊，如圖3所示；控制中心模塊是整個(gè)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的控制核心，數(shù)據(jù)匯聚點(diǎn)及運(yùn)算中心，由MCU或DSP為主要數(shù)字化控制芯片組成的硬件電路及軟件控制系統(tǒng)，其包括系統(tǒng)運(yùn)算核心模塊，均與系統(tǒng)運(yùn)算核心模塊連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)輸出模塊、輸入與顯示數(shù)據(jù)處理模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，如圖4所示。其中，系統(tǒng)運(yùn)算核心模塊作為數(shù)據(jù)匯聚點(diǎn)及運(yùn)算中心；數(shù)據(jù)采集模塊用于接收各參數(shù)信號(hào)，例如各模塊以及負(fù)載的參數(shù)信號(hào)；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)輸出模塊用于產(chǎn)生控制轉(zhuǎn)換器逆變模塊、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊等電路模塊的工作信號(hào)；輸入與顯示數(shù)據(jù)處理模塊主要用于處理輸入模塊以及顯示模塊的數(shù)據(jù)信號(hào)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊主要用于存儲(chǔ)控制模式(如單端式、推挽式、半橋式和全橋式等各種控制模式)以及門限參數(shù)的數(shù)據(jù)。所述電源輸入模塊設(shè)置有參數(shù)檢測(cè)模塊，該參數(shù)檢測(cè)模塊包括電流檢測(cè)子模塊、電壓檢測(cè)子模塊、溫度檢測(cè)子模塊以及缺相檢測(cè)子模塊；各子模塊設(shè)置有對(duì)應(yīng)的傳感器，用于將對(duì)應(yīng)的參數(shù)(如電源輸入模塊的電流、電壓、主線路的溫度、電源輸入是否缺相等參數(shù))傳送給數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊的參數(shù)接收及控制使能模塊。所述的功率因數(shù)調(diào)整模塊(如圖5所示)設(shè)置有采集電性信號(hào)參數(shù)的信號(hào)參數(shù)采集模塊，該信號(hào)參數(shù)采集模塊將采集所得的電性信號(hào)參數(shù)傳送至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊的參數(shù)接收及控制使能模塊。所述電性信號(hào)參數(shù)包括功率因數(shù)調(diào)整模塊輸入端的交流電壓信號(hào)Va。、交流電流信號(hào)Ia。，功率因數(shù)調(diào)整模塊輸出端的直流電壓信號(hào)VD。、接地信號(hào)GND以及功率因數(shù)調(diào)整模塊中開關(guān)回路中的第一開關(guān)回路電流參數(shù)Iqi與第二開關(guān)回路電流參數(shù)IQ2。所述第一開關(guān)回路電流參數(shù)Iqi為流經(jīng)功率因數(shù)調(diào)整模塊中第一開關(guān)管Ql的電流參數(shù)，所述第二開關(guān)回路電流參數(shù)102為流經(jīng)功率因數(shù)調(diào)整模塊中第二開關(guān)管Q2的電流參數(shù)，如圖5所示。

所述控制系統(tǒng)供電模塊包括依次連接的整流單元、高頻轉(zhuǎn)換單元以及分組耦合輸出單元；其中，分組耦合輸出單元輸出的直流電壓有多組，本實(shí)施例中其輸出直流電壓有+3.3V、+5V、+12V與+24V等四組，如圖6所示；當(dāng)然，還可以根據(jù)需要設(shè)置其他電壓輸出，這里不再一一列舉。所述整流單元與整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊的輸入端連接，用于接入交流電壓；分組耦合輸出單元與數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊和/或開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊連接，用于為數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊與開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊供電。所述的急停電源控制器串聯(lián)連接于功率因數(shù)調(diào)整模塊與整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊之間，用于在緊急情況下對(duì)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)制性斷電。構(gòu)成急停電源控制器的主要部件為交流接觸器，其控制端為弱電流的控制方式，緊急情況下可利用交流接觸器來強(qiáng)行切斷電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的電源。所述的環(huán)境參數(shù)獲取模塊與數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊連接的，環(huán)境參數(shù)獲取模塊包括有溫濕度測(cè)試儀、高度計(jì)和高斯計(jì)，分別用于檢測(cè)溫度、濕度，海拔高度以及電磁場(chǎng)強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)。此外，為了更好地保護(hù)電路系統(tǒng)，還為電路系統(tǒng)配備了冷卻系統(tǒng)。所述的冷卻系統(tǒng)為配合電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的外部設(shè)備，該冷卻系統(tǒng)帶有通信網(wǎng)絡(luò)接口，能與電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。如可將冷卻系統(tǒng)的制冷量控制、內(nèi)外部溫度檢測(cè)、冷卻載體的流量控制等參數(shù)與電子轉(zhuǎn)換器的數(shù)字化控制系統(tǒng)進(jìn)行。所述的冷卻系統(tǒng)為可采用采用風(fēng)冷方式(如采用冷卻風(fēng)扇)，液體冷卻方法(包括直接冷卻或間接冷卻)或制冷方式的散熱冷卻方法(即給高溫?zé)嵩刺峁┮粋€(gè)低溫的熱源，使其溫度得到控制，這里可主要利用制冷劑相變制冷)等方式的冷卻系統(tǒng)。如附圖10所示，冷卻系統(tǒng)的工作原理流程為:S1、冷卻目標(biāo)需要進(jìn)行冷卻時(shí)的溫度設(shè)定；S2、冷卻目標(biāo)的溫度達(dá)到需要冷卻的設(shè)定溫度；S3、冷卻系統(tǒng)開始工作，根據(jù)制冷需求量與制冷能力確認(rèn)制冷模式，同時(shí)與電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的通信與數(shù)據(jù)反饋；S4、若達(dá)到電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的冷卻要求，則制冷結(jié)束；若無法達(dá)到電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的冷卻要求，則進(jìn)行預(yù)警提示。如圖2所示 ，本發(fā)明提供的基于上述電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的控制方法步驟包括:步驟a、獲取并檢測(cè)環(huán)境參數(shù)，判斷電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)是否工作在安全的范圍內(nèi)，若是，則直接進(jìn)入下一步；若為否，則提示用戶電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)處于工作不安全的環(huán)境中，并重復(fù)步驟a。由于電路系統(tǒng)中的模擬器件的控制信號(hào)來源受環(huán)境參數(shù)影響，如溫濕度、海拔、周邊電磁場(chǎng)、能量源及負(fù)載的變化，整個(gè)電路系統(tǒng)的性能會(huì)出現(xiàn)變化，因此，有必要對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。環(huán)境參數(shù)包括電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)所處環(huán)境的濕度、溫度、海拔高度以及電磁場(chǎng)強(qiáng)度等，其數(shù)據(jù)由專用的測(cè)試傳感器完成，如數(shù)顯溫濕度測(cè)試儀、高度計(jì)、高斯計(jì)等帶有通信接口的儀器，檢測(cè)所得的數(shù)據(jù)輸送至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊，由數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊內(nèi)部的算法進(jìn)行運(yùn)算。步驟1、在數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊中設(shè)置用以保護(hù)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的門限參數(shù)；所述的門限參數(shù)包括轉(zhuǎn)換器逆變模塊在轉(zhuǎn)換過程中的峰值電壓、峰值電流，各模塊的最高工作溫度以及電路系統(tǒng)非正常狀態(tài)時(shí)的檢測(cè)參數(shù)；所述電路系統(tǒng)非正常狀態(tài)時(shí)的檢測(cè)參數(shù)包括缺相檢測(cè)、低電壓檢測(cè)以及輸出短路檢測(cè)。例如一個(gè)20KW的電子轉(zhuǎn)換器的電路系統(tǒng)，最大電流門限為40A，最高電壓門限為650V、回路電路存儲(chǔ)能力門限為12000Q，各重要保護(hù)器件溫度保護(hù)門限為40-110°C、輸入輸出回路的能量接收門限為35KW。各門限參數(shù)根據(jù)不同的電路控制模式(如單端式、推挽式、半橋式和全橋式等各種控制模式)來設(shè)置并保存在數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。再如，將電路系統(tǒng)中的電源輸入模塊的電壓上限設(shè)為420V，電壓下限設(shè)為208V ;當(dāng)檢測(cè)到電源輸入模塊的電壓值偏離設(shè)定的上下限值時(shí)，進(jìn)入電路系統(tǒng)保護(hù)狀態(tài)，停止工作，并提示檢修，以確保后續(xù)電路的安全；或者，將電路系統(tǒng)的某一電路模塊的溫度上限設(shè)為80°C，當(dāng)電路系統(tǒng)檢測(cè)到該電路模塊的溫度接近預(yù)設(shè)的溫度上限80°C時(shí)，驅(qū)動(dòng)冷卻系統(tǒng)，使該電路模塊的溫度降低，若溫度無法降低，電路系統(tǒng)將停止工作，并做相應(yīng)的預(yù)警提示。所述的冷卻系統(tǒng)為電路系統(tǒng)配備的一個(gè)外部設(shè)備，其設(shè)置有通信網(wǎng)絡(luò)接口，可與電路系統(tǒng)進(jìn)行通信與數(shù)據(jù)反饋，其工作流程如附圖10所示?？墒紫仍诶鋮s系統(tǒng)上對(duì)各模塊進(jìn)行需要進(jìn)行冷卻的溫度設(shè)置，對(duì)應(yīng)地，如當(dāng)某一電路模塊設(shè)置的溫度達(dá)到80°c時(shí)，即啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)根據(jù)制冷需求量與制冷能力對(duì)其進(jìn)行冷卻，，同時(shí)與電路系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的通信與數(shù)據(jù)反饋；若達(dá)到電路系統(tǒng)的冷卻要求，則制冷結(jié)束，關(guān)閉冷卻系統(tǒng)；若無法達(dá)到電路系統(tǒng)的冷卻要求，該電路模塊的溫度無法降低，則進(jìn)行預(yù)警提示，同時(shí)電路系統(tǒng)亦將停
止工作。步驟2、檢測(cè)各模塊以及負(fù)載的電性參數(shù)，并將所述電性參數(shù)傳送至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊。具體地，各模塊以及負(fù)載的電性參數(shù)包括:電源輸入模塊的輸入電壓紋波、輸出電壓的相序，輸出電壓的相位點(diǎn)，變化率、頻率，紋波，浪涌等；濾波模塊的浪涌參數(shù)、電磁干擾信號(hào)；功率因數(shù)調(diào)整模塊的功率因數(shù)；整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊的電壓、電流、電壓紋波；轉(zhuǎn)換器逆變模塊的逆變頻率、相位、脈沖寬度；開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊的電壓、電流、相位、溫度，以及負(fù)載的頻率特性、磁飽和狀況與溫度。這些電性參數(shù)對(duì)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的工作非常重要，至少將各模塊與負(fù)載的一種電性參數(shù)傳送至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊進(jìn)行檢測(cè)分析。如將檢測(cè)到的負(fù)載的頻率特性、磁飽和狀態(tài)以及負(fù)載溫度等參數(shù)傳送至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊。此外，當(dāng)負(fù)載在不同的工作頻率下，數(shù)字化控制系統(tǒng)模還對(duì)負(fù)載的頻率特性數(shù)值的變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)；將檢測(cè)到的負(fù)載的磁飽和狀態(tài)以及負(fù)載溫度參數(shù)傳送至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊，以便數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊據(jù)此輸出相應(yīng)的控制指令 。如當(dāng)檢測(cè)到負(fù)載達(dá)到磁飽和狀態(tài)后，由于具有變壓器特性的負(fù)載，其溫升較高，大幅度偏離磁飽和狀態(tài)時(shí)電路系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率較低，因此數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊會(huì)輸出相應(yīng)的控制指令，調(diào)整電路系統(tǒng)的一些工作參數(shù)的比例，以使電路系統(tǒng)工作在較佳的工作狀態(tài)，提高電路系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和工作效率。步驟3、數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊接收并檢測(cè)所述電性參數(shù)；在接收所有參數(shù)后，在數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊選定與硬件電路匹配的運(yùn)算模型(運(yùn)算模型可通過相應(yīng)軟件算法來實(shí)現(xiàn))，數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊根據(jù)接收的數(shù)據(jù)輸出相應(yīng)的控制指令，如在橋式電路中，自動(dòng)運(yùn)算出結(jié)果并輸出相應(yīng)的控制指令，使上下橋臂避開同時(shí)開通的狀態(tài)，在單管式串聯(lián)諧振電路中，電壓過高時(shí)，數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊及時(shí)控制負(fù)載輸出功率加大，以緩解逆變部分電壓過聞的風(fēng)險(xiǎn)。步驟4、輸出滿足穩(wěn)定性要求的控制指令，以確保電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)；所述的穩(wěn)定狀態(tài)為電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)工作在設(shè)置的門限參數(shù)范圍內(nèi)工作。步驟5、電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)開始啟動(dòng)，以步進(jìn)小于預(yù)置值X的功率漸進(jìn)式達(dá)到負(fù)載所需功率；這里，預(yù)置值X可取10W-50W之間，較佳地，此處的預(yù)置值X取30W。步驟6、實(shí)時(shí)檢測(cè)并判斷電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的各參數(shù)是否異常，若異常則對(duì)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，等待各參數(shù)正常時(shí)，電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)才繼續(xù)工作。步驟7、電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)入結(jié)束狀態(tài)時(shí)，以步進(jìn)小于預(yù)置值X的功率漸進(jìn)式降低到0，相應(yīng)地，此處的預(yù)置值X取30W，采用漸進(jìn)式地減少轉(zhuǎn)換強(qiáng)度，避免對(duì)上下游電路產(chǎn)生電磁兼容問題。步驟8、在電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)工作過程中若出現(xiàn)緊急情況，通過控制急停電源控制器使電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)強(qiáng)制性斷電。在所述步驟6中，電路系統(tǒng)的參數(shù)出現(xiàn)異常的狀態(tài)通常有兩種，一種為經(jīng)常出現(xiàn)的異?；螂娐废到y(tǒng)不能容忍的異常，采用實(shí)時(shí)掃描方式進(jìn)行檢測(cè)，另一種為累積性異?；蛳到y(tǒng)容忍度較寬的異常，采用觸發(fā)響應(yīng)的方式進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)電路系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，首先保護(hù)核心元器件(如開關(guān)器件、續(xù)流二極管、儲(chǔ)能電容、儲(chǔ)能電感)，等待參數(shù)正常才開始加速工作，確保整體不受影響。如圖7所示，為電路系統(tǒng)中開關(guān)器件通斷時(shí)產(chǎn)生的瞬間短路過壓狀態(tài)示意圖，其屬于累積性異常或系統(tǒng)容忍度較寬的異常，當(dāng)電路系統(tǒng)中的電壓、電流傳感器獲取到相關(guān)信號(hào)并將其反饋到數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊，數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊將調(diào)整開啟或關(guān)閉時(shí)間節(jié)點(diǎn)，做到柔性控制，從而避免了硬性關(guān)斷。如圖8所示，為負(fù)載發(fā)生突變，出現(xiàn)感性電流過沖時(shí)開關(guān)器件的電流、電壓狀態(tài)示意圖，其屬于系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的異?；螂娐废到y(tǒng)不能容忍的異常。當(dāng)出現(xiàn)此種異常時(shí)，電路系統(tǒng)將采取強(qiáng)制性降低負(fù)載電源電壓，開啟消耗能量的通道(如負(fù)載的直流分量消耗、轉(zhuǎn)換電路中的電容吸收回 路)，調(diào)整電路系統(tǒng)的工作頻率，確保在下一個(gè)周期內(nèi)立即消除此類異常。
本發(fā)明提供的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)及其控制方法，電路系統(tǒng)中的各電路模塊都設(shè)置有參數(shù)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每一個(gè)轉(zhuǎn)換的功能環(huán)節(jié)都是可控的，且是通過數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊中的軟件運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行控制的，不同于現(xiàn)有技術(shù)中是通過硬件來反饋，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)靈活性更強(qiáng)，電路更簡(jiǎn)潔。本發(fā)明的有益效果包括:1、使用模擬器件少，硬件電路簡(jiǎn)單，故障率低，電路系統(tǒng)穩(wěn)定度高、維護(hù)方便；2、充分檢測(cè)與運(yùn)算各種狀態(tài)下的參數(shù)，避開危險(xiǎn)的時(shí)間片，確保元器件的使用壽命;3、提聞電路系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換能力及轉(zhuǎn)換效率，完全避免以往t旲擬系統(tǒng)可能出現(xiàn)系統(tǒng)朋潰的情況；4、轉(zhuǎn)換過程中采用漸進(jìn)式變化，不產(chǎn)生諧波及浪涌狀況，有效改善電路系統(tǒng)的電磁兼容參數(shù)；同時(shí)也對(duì)負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出效能，不多產(chǎn)生額外的電磁福射量；5、適應(yīng)性廣，特別適用于大功率、多組轉(zhuǎn)換器組合及被控電路一致性不高的環(huán)境。以上所述，為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，實(shí)施例中提到的內(nèi)容并非是對(duì)本發(fā)明的限定，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，任何顯而易見的替換均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于，所述電路系統(tǒng)包括: 電源輸入模塊、濾波模塊、功率因數(shù)調(diào)整模塊、整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊、轉(zhuǎn)換器逆變模塊、開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊以及控制系統(tǒng)供電模塊； 所述電源輸入模塊與用于供電的電源連接，作為電路系統(tǒng)的輸入端； 所述濾波模塊與電源輸入模塊連接，用于對(duì)電源輸入模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理； 所述功率因數(shù)調(diào)整模塊與濾波模塊連接，用于對(duì)濾波模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，以調(diào)整并提聞系統(tǒng)的功率因數(shù)； 所述整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊與功率因數(shù)調(diào)整模塊連接，用于對(duì)功率因數(shù)調(diào)整模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行整流濾波處理后輸送至轉(zhuǎn)換器逆變模塊，同時(shí)檢測(cè)電性參數(shù)并通過對(duì)應(yīng)的傳感器反饋至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊； 所述轉(zhuǎn)換器逆變模塊的輸入端與整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊連接，轉(zhuǎn)換器逆變模塊的輸出端與負(fù)載連接； 所述開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊連接于數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊與轉(zhuǎn)換器逆變模塊之間，用于通過接收數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊產(chǎn)生的開關(guān)信號(hào)來控制轉(zhuǎn)換器逆變模塊的工作狀態(tài)； 所述控制系統(tǒng)供電模塊與數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊連接，用于為數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于:所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)還設(shè)置有急停電源控制器，用于在緊急情況下對(duì)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)制性斷電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于:所述負(fù)載與轉(zhuǎn)換器逆變模塊之間還設(shè)置有用于檢測(cè)負(fù)載的頻率特性、磁飽和狀態(tài)以及負(fù)載溫度的負(fù)載檢測(cè)模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于:所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)還設(shè)置有與數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊連接的環(huán)境參數(shù)獲取模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊包括:控制中心模塊、均與控制中心模塊連接的參數(shù)接收及控制使能模塊、輸入模塊以及顯示模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制中心模塊包括系統(tǒng)運(yùn)算核心模塊，均與系統(tǒng)運(yùn)算核心模塊連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)輸出模塊、輸入與顯示數(shù)據(jù)處理模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于:所述電源輸入模塊設(shè)置有參數(shù)檢測(cè)模塊，該參數(shù)檢測(cè)模塊包括電流檢測(cè)子模塊、電壓檢測(cè)子模塊、溫度檢測(cè)子模塊以及缺相檢測(cè)子模塊；各子模塊設(shè)置有對(duì)應(yīng)的傳感器，用于將對(duì)應(yīng)的參數(shù)傳送給數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊的參數(shù)接收及控制使能模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于:所述的功率因數(shù)調(diào)整模塊設(shè)置有采集電性信號(hào)參數(shù)的信號(hào)參數(shù)采集模塊，該信號(hào)參數(shù)采集模塊將采集所得的電性信號(hào)參數(shù)傳送至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊的參數(shù)接收及控制使能模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于:所述電性信號(hào)參數(shù)包括功率因數(shù)調(diào)整模塊輸入端的交流電壓信號(hào)Va。、交流電流信號(hào)Ia。,功率因數(shù)調(diào)整模塊輸出端的直流電壓信號(hào)VD。、接地信號(hào)GND以及功率因數(shù)調(diào)整模塊中開關(guān)回路中的第一開關(guān)回路電流參數(shù)Iqi與第二開關(guān)回路電流參數(shù)Iq2。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于:所述的開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊將輸入端用于驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行電氣隔離后，再驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件工作。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)供電模塊包括依次連接的整流單元、高頻轉(zhuǎn)換單元以及分組耦合輸出單元；所述整流單元與整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊的輸入端連接，所述分組耦合輸出單元與數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊連接，分組耦合輸出單元還與開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊連接，用于為數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊連接與開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊供電。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于:所述的環(huán)境參數(shù)獲取模塊至少包括有溫濕度測(cè)試儀、高度計(jì)或高斯計(jì)中的一種測(cè)試儀。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)，其特征在于:所述的急停電源控制器串聯(lián)連接于功率因數(shù)調(diào)整模塊與整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊之間；所述負(fù)載為電網(wǎng)或固定負(fù)載。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的控制方法，所述方法步驟包括: 步驟1、在數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊中設(shè)置用以保護(hù)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的門限參數(shù)； 步驟2、檢測(cè)各模塊以及負(fù)載的電性參數(shù)，并將所述電性參數(shù)傳送至數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊； 步驟3、數(shù)字化控制系統(tǒng)模塊接收并檢測(cè)所述電性參數(shù)； 步驟4、輸出滿足穩(wěn)定性要求的控制指令，以確保電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)； 步驟5、電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)開始啟動(dòng)，以步進(jìn)小于預(yù)置值X的功率漸進(jìn)式達(dá)到負(fù)載所需功率； 步驟6、實(shí)時(shí)檢測(cè)并判斷電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)的各參數(shù)是否異常，若異常則對(duì)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，等待各參數(shù)正常時(shí)，電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)才繼續(xù)工作； 步驟7、電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)入結(jié)束狀態(tài)時(shí)，以步進(jìn)小于預(yù)置值X的功率漸進(jìn)式降低到O。
15.根據(jù)權(quán) 利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法在步驟I之前還包括: 步驟a、電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)獲取并檢測(cè)環(huán)境參數(shù)，判斷電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)是否工作在安全的范圍內(nèi)，若是，則進(jìn)入下一步；若為否，則提示用戶電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)處于工作不安全的環(huán)境中，并重復(fù)步驟a。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括: 步驟8、在電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)工作過程中若出現(xiàn)緊急情況，通過控制急停電源控制器使電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)強(qiáng)制性斷電。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制方法，其特征在于:步驟I所述的門限參數(shù)包括轉(zhuǎn)換器逆變模塊在轉(zhuǎn)換過程中的峰值電壓、峰值電流，各模塊的最高工作溫度以及電路系統(tǒng)非正常狀態(tài)時(shí)的檢測(cè)參數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的控制方法，其特征在于:所述電路系統(tǒng)非正常狀態(tài)時(shí)的檢測(cè)參數(shù)包括缺相檢測(cè)、低電壓檢測(cè)以及輸出短路檢測(cè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制方法，其特征在于，步驟2所述各模塊以及負(fù)載的電性參數(shù)至少包括: 電源輸入模塊的輸入電壓紋波、輸出電壓的相序； 濾波模塊的浪涌參數(shù)、電磁干擾信號(hào)； 功率因數(shù)調(diào)整模塊的功率因數(shù)； 整流濾波及參數(shù)檢測(cè)模塊的電壓、電流、電壓紋波； 轉(zhuǎn)換器逆變模塊的逆變頻率、相位、脈沖寬度； 開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)模塊的電壓、電流、相位、溫度；以及 負(fù)載的頻率特性、磁飽和狀況與溫度中各電性參數(shù)的一種參數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求13-19中任一項(xiàng)所述所述的控制方法，其特征在于:步驟5與步驟7中所述的預(yù)置值X為30W ;步驟a中所述的環(huán)境參數(shù)包括電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)所處環(huán)境的濕度、溫度、海拔高度 以及電磁場(chǎng)強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)及控制方法，所述電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)設(shè)置有以數(shù)字化控制芯片為中心構(gòu)筑的軟件控制平臺(tái)，內(nèi)置有單端式、推挽式、半橋式和全橋式等各種控制模式，通過簡(jiǎn)單的設(shè)置便能使電路系統(tǒng)按照相應(yīng)的模式進(jìn)行工作。該電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)以控制場(chǎng)效應(yīng)管及IGBT為主，控制過程的控制指令通過軟件控制平臺(tái)對(duì)各模塊進(jìn)行全方位診斷分析而輸出，轉(zhuǎn)換過程中電路工作穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換效率高；此外，在對(duì)電子轉(zhuǎn)換器電路系統(tǒng)進(jìn)行控制的過程中，還對(duì)電路系統(tǒng)周邊的工作環(huán)境的溫度、濕度、海拔高度、電磁場(chǎng)強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，平衡各種環(huán)境因素，確保整個(gè)電路系統(tǒng)工作在安全的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)G05F1/70GK103218007SQ20131012589
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者劉昇澔 申請(qǐng)人:劉昇澔