[发明专利]功率变换器的门极驱动控制方法、装置、控制器及变流器

说明书

本发明提供了一种功率变换器的门极驱动控制方法、装置、控制器及变流器，其中，该控制方法包括如下步骤：获取功率变换器的输出电流；判断输出电流是否小于或等于预设调整阈值；当输出电流大于预设调整阈值时，控制门极的开关电源输出标准电压；当输出电流小于或等于预设调整阈值时，控制门极的开关电源输出目标调整电压，目标调整电压大于标准电压。该方法使中小功率阶段的门极驱动电压大于大功率阶段的门极驱动电压，在中小功率阶段提高门极驱动电压，进一步降低了功率变换器的损耗。

技术领域

本发明涉及配电自动化技术领域，具体涉及一种功率变换器的门极驱动控制方法、装置、控制器及变流器。

背景技术

功率变换器用于将电源从一个形式或者幅度变换成另一形式或幅度，通常采用一个或者多个开关组成，例如绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，缩写为IGBT)，该开关具有施加驱动电压的门极，功率变换器的损耗与门极电压息息相关，门极电压越高，导通压降越小，功率变换器的损耗越小。图1为IGBT的典型转移特性曲线，由图1中的曲线可以得知相同电流下，门极电压越高，导通管压降越小，导通损耗是导通管压降与电流的乘积关系，所以导通损耗也会越小。

现有技术中，通常采用提高门极驱动电压的方法来降低功率变换器的损耗，但是门极电压过高，由于线路杂散影响或者有源钳位电路等投入使用时，在大电流工况下，功率变换器关断时门极电压会被继续抬高进而存在损坏的风险。实际当中风电场由于地域差异，如西北地区风力资源丰富但用电量小，华南地区用电量大但是风力资源匮乏，这些因素往往导致风电场中的风机处在小风阶段或者业主限电不满发状态，使得应用于风电场中的功率变换器处在小功率阶段。以上因素均导致功率变换器的损耗并不是最优。

发明内容

因此，本发明提供一种功率变换器的门极驱动控制方法、装置、控制器及变流器，以进一步降低功率变换器的导通损耗。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明第一方面，提供一种功率变换器的门极驱动控制方法，包括如下步骤：获取功率变换器的输出电流；判断所述输出电流是否小于或等于预设调整阈值；当所述输出电流大于所述预设调整阈值时，控制门极的开关电源输出标准电压；当所述输出电流小于或等于所述预设调整阈值时，控制门极的开关电源输出目标调整电压，所述目标调整电压大于所述标准电压。通过将输出电流划分为不同的区域，不同区域对应不同的开关电源输出电压，避免电流大功率工况下功率变换器的损坏，提高大电流工况下功率变换器的安全性；提高中小功率工况下的功率变换器门极驱动电压，进一步降低了功率变换器的损耗。

作为第一方面的一个可选实施方式，所述当所述输出电流小于或等于所述预设调整阈值时，控制门极的开关电源输出目标调整电压的步骤之后，还包括：获取开关电源的实际输出电压；判断所述实际输出电压是否等于所述目标调整电压；当所述实际输出电压不等于所述目标调整电压时，控制所述开关电源调整输出电压至所述目标调整电压。通过闭环反馈调节开关电源的输出，进一步保证开关电源的实际输出电压与目标调整电压一致。

作为第一方面的另一可选实施方式，所述当所述输出电流小于或等于所述预设调整阈值时，控制门极的开关电源输出目标调整电压，包括：预先建立输出电流和门极驱动电压之间的对应关系，所述输出电流越小对应的门极驱动电压越高；获取当前所述输出电流，根据预设的对应关系将当前所述输出电流对应的门极驱动电压设置为目标调整电压。输出电流越小，目标调整电压越大，这样设置使得在小电流中小功率段时能够降低功率变换器的损耗，提高转换效率。

作为第一方面的另一可选实施方式，所述对应关系为输出电流的预设范围段与预设门极驱动电压的对应关系；或所述输出电流与所述门极驱动电压呈线性关系或曲线关系。通过将中小功率段的输出电流再细分为不同的范围段，且每个范围段对应不同的门极驱动电压，达到进一步降低损耗的目的。线性关系或曲线关系使得输出电流与所述门极驱动电压的关系更加直观，操作更加便捷。