[发明专利]一种开关磁阻电机用新型功率变换器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种开关磁阻电机用新型功率变换器及其控制方法，新型功率变换器包括级联的不对称半桥功率变换器和改进双向DC‑DC变换器；改进双向DC‑DC变换器包括主开关管S1、主开关管S2、辅助开关管S3、辅助二极管D_r、电感L和辅助电感L_r；主开关管S1的源极接输入电源V_in的负极，同时主开关管S1的源极为负输出端，主开关管S1的漏极接主开关管S2的源极，同时主开关管S2的漏极为正输出端；电感L的一端接输入电源V_in的正极，电感L的另一端接主开关管S1的漏极；辅助二极管D_r的一端接主开关管S2的漏极，辅助二极管D_r的另一端接辅助开关管S3的漏极；辅助电感L_r的一端接主开关管S1的漏极，辅助电感L_r的另一端接辅助开关管S3的漏极。本发明在提高效率的同时，增强了可靠性。

技术领域

本发明涉及电动汽车电机驱动技术领域，具体涉及一种开关磁阻电机用新型功率变换器及其控制方法。

背景技术

功率变换器作为开关磁阻电动机调速系统中重要的一环，其性能好坏直接影响着开关磁阻电动机调速系统的整体性能。传统的不对称半桥功率变换器具有结构简单、开关管电压定额等于绕组电压定额、各相独立等优点，广泛应用于开关磁阻电机系统中，然而该变换器每相需要两个主开关管和两个续流二极管且绕组所接电源电压为固定值，变换器总体价格昂贵且不能做到对各种工作模式的灵活控制。

传统的双向DC-DC变换器的开关管开通过程为硬开通，当斩波频率较高时，开关损耗很高，开关管承受很大的开关应力，易造成开关管的损害，因此开关器件易于发生故障，对双向DC-DC变换器的可靠性造成严重破坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足而提供一种开关磁阻电机用新型功率变换器及其控制方法，在提高效率的同时，增强可靠性。

为解决上述技术问题，本发明的内容包括：

一种开关磁阻电机用新型功率变换器，包括不对称半桥功率变换器，还包括级联于不对称半桥功率变换器前的改进双向DC-DC变换器；所述改进双向DC-DC变换器包括主开关管S1、主开关管S2、辅助开关管S3、辅助二极管D_r、电感L和辅助电感L_r；所述主开关管S1的源极接输入电源V_in的负极，同时主开关管S1的源极为改进双向DC-DC变换器的负输出端，主开关管S1的漏极接主开关管S2的源极，主开关管S2的漏极为改进双向DC-DC变换器的正输出端；所述电感L的一端接输入电源V_in的正极，电感L的另一端接主开关管S1的漏极；所述辅助二极管D_r的一端接主开关管S2的漏极，辅助二极管D_r的另一端接辅助开关管S3的漏极；所述辅助电感L_r的一端接主开关管S1的漏极，辅助电感L_r的另一端接辅助开关管S3的漏极；所述改进双向DC-DC变换器的正输出端和负输出端分别与不对称半桥功率变换器的两个输入端相连，负载电容C_out并接在改进双向DC-DC变换器的正输出端与负输出端之间。

进一步的，所述主开关管S1、主开关管S2和辅助开关管S3的源极与漏极之间均设置有二极管。

进一步的，所述不对称半桥功率变换器包括相互并联的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂；所述第一桥臂包括开关管SA1、开关管SA2、续流二极管DA1和续流二极管DA2，所述开关管SA1与开关管SA2之间串联有A相绕组；所述第二桥臂包括开关管SB1、开关管SB2、续流二极管DB1和续流二极管DB2，所述开关管SB1与开关管SB2之间串联有B相绕组；所述第三桥臂包括开关管SC1、开关管SC2、续流二极管DC1和续流二极管DC2，所述开关管SC1与开关管SC2之间串联有C相绕组；所述第四桥臂包括开关管SD1、开关管SD2、续流二极管DD1和续流二极管DD2，所述开关管SD1与开关管SD2之间串联有D相绕组。