[实用新型]一种数字直控式DC/DC变流电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字直控式DC/DC变流电路，尤其是同时具有高效率、高可靠性和用数字直接控制的变流电路，属于电力电子变流技术领域。

背景技术

传统的PWM(脉冲宽度调制)变流电路和方法存在以下问题：

1、存在开关损耗

形成开关损耗的原因是PWM功率开关器件在状态转换过程中流过的电流和端电压不能同时为零，因此，其乘积即为该器件在本次转换过程承受的开关损耗。在已有技术中，主要采用软开关方式来解决开关损耗问题，但实践结果表明，软开关方式只有在输出功率变化范围不大的变流主回路中采用时，降低开关损耗的效果较好，而将其应用于输出功率变化范围很大的变流主回路(如三相变频调速器的变流主回路)中时，效果不理想。

2、过负载或输出短路时功率主开关器件易损坏

现有技术对过负载或输出短路的情况，主要采用过流速断方式来保护功率开关器件；但大量实践经验表明，这种保护方式并不可靠。原因是线路中存在分布电感，因而在功率开关器件快速关断时，分布电感上会由于通过的电流快速变化而形成极高尖峰电压，该尖峰电压与电源正向串联后，作用于功率开关器件而导致功率开关器件直接被击穿损坏。

3、不能用数字方式直接对功率主开关器件实施控制

现有技术中，对PWM的控制方式有固定频率调脉宽方式、固定脉宽调频率方式和调频调宽结合方式三种，这些方式均并不能用数字方式直接控制，而必须先将数字编码转换为对应的脉宽后，才对功率主开关器件实施控制，这在本质上已经转换为模拟控制方式。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于高频直流斩波电源及恒功率负载的数字直控式DC/DC变流电路，采用电容作为系统能量流的计量媒介，以LC串联方式完成系统全部能量的传递与合成，以离散能量脉冲编码方式来决定单位时间内从电源输送到负载的能量值，通过普通熔断方式进行保护，解决现有技术容易烧毁主回路中功率开关器件、不能使用数字方式直接对功率主开关器件实施控制和开关损耗大的问题。

本实用新型的数字直控式DC/DC变流电路，包括直流电源、控制电路、权能量脉冲编码桥组、滤波电容和负载；直流电源的正极与权能量脉冲编码桥组的公共输入端相连、负极接地并同时与滤波电容的负极和负载的下端相连，权能量脉冲编码桥组的公共输出端与滤波电容的正极和负载的上端相连；权能量脉冲编码桥组由                                                个结构相同的权能量斩波桥、、、…、组成，控制电路中的个权控制单元、……、的信号输出端分别与权能量脉冲编码桥组中的个权能量斩波桥中各个主可控硅的触发极相连，权能量脉冲编码桥组的公共输入端与个权能量斩波桥的个电源输入端、……、相连，权能量脉冲编码桥组的公共输出端与个权能量斩波桥的个电源输出端、……、相连。

    在上述的权能量脉冲编码桥组中，每个权能量斩波桥包括四只主可控硅、、、，权计量电容，平波电抗器，续流二极管，输出二极管和保险管。第一主可控硅和第三主可控硅阳极连接在一起，构成该权能量斩波桥的电源输入端；第一主可控硅的阴极、第二主可控硅的阳极与权计量电容的上端相连，权计量电容的下端与第三主可控硅的阴极、第四主可控硅的阳极相连，第二主可控硅、第四主可控硅的阴极与续流二极管的阴极、平波电抗器的左端相连；续流二极管的阳极接地；平波电抗器的右端与输出二极管的阳极相连，输出二极管的阴极与保险管的左端相连，保险管的右端为此权能量斩波桥的功率输出端；四只主可控硅、、、的门极与控制电路中的权控制单元的四个信号输出端相连；I=0，1，2，3，……n-1。

所述权能量脉冲编码桥组的个结构相同的权能量斩波桥、、、…、中，编码最低的权能量斩波桥的权计量电容的容量为1个基本单位；而编码高于最低位的其它权能量斩波桥、、…、中，各权计量电容的容量分别为、、……、；即第个权能量斩波桥中的权计量电容的容量为，I=0，1，2，3，……n-1。

上述的权能量斩波桥中的数量根据实际需要确定。的取值越大，权能量脉冲编码桥组3中所包含的个权能量斩波桥、、、…、能提供的权能量脉冲量化误差就越小，其输出的权能量脉冲精度就越高。