[发明专利]一种高频链逆变器的启动控制方法

说明书

本发明公开了一种高频链逆变器的启动控制方法，所述的高频链逆变器包括变压器、前级电路以及后级电路；变压器具有一个原边线圈和2个副边线圈；前级电路包括由4个开关管组成的H桥；后级电路包括由开关管S7～S10组成的负载输出电路；后级电路还包括变压器后级吸收电容(C3，C4，C5和C6)以及控制所述变压器后级吸收电容的开关管S5和S6；启动控制方法为：将启动过程分为(1)准备阶段、(2)窄脉冲控制段、(3)过渡段和(4)运行段四个控制阶段。本发明的高频链逆变器的启动控制方法能有效避免吸收电容电压过冲过大导致开关管(IGBT或者MOS)触发保护或损坏的问题，有利于保障高频链逆变器顺利启动。

技术领域

本发明涉及一种高频链逆变器的启动控制方法。

背景技术

逆变器是应用功率半导体器件将直流电变换成交流电以供交流负载使用的功率变换装置。输出交流负载与输入直流电源间有高频电气隔离的逆变器，称为高频链逆变器。高频电气隔离实现了逆变器输出与输入之间的电器隔离，提高了逆变器运行的安全性、可靠性和电磁兼容；同时可以使逆变器输出电压和输入电压匹配，即允许输入电压在宽范围内变化时保证输出电压的质量，使其应用范围大大拓宽；而且高频变压器的工作频率在20kHz以上，其体积、重量及音频噪声被大大降低，有效的克服了低频链的缺陷。因此，在以直流发电机、蓄电池、太阳能电池和燃料电池为主直流电源逆变场合，高频链逆变器具有广泛的应用前景，特别是对体积与重量有高要求的逆变场合有更重要的应用价值。

高频链逆变器具有输入和输出电压隔离、输出电压纹波小、体积小、重量轻等多方面的优点，受到越来越多的重视与应用。高频链逆变器在拓扑结构上会有一个或多个高频变压器，而高频变压器通常会连接有吸收电容，高频变压器连接的吸收电容通常有两个作用：一个作用是在逆变器运行过程中吸收变压器漏感和线路杂感导致的正负电压过冲；另一个作用是作为逆变器输出方波电压直流支撑，在一定范围内保持输出方波电压幅值的稳定。但是由于高频链逆变器最开始启动的时候，吸收电容上还没有预先存储能量，电容电压很低或者为零，如果在这时候直接启动高频链逆变器，高频变压器连接的吸收电容电压发生了突变，吸收电容的电压突变会吸取较大的电流，不可避免的会在高频变压器连接端出现电压的过冲，过冲将危及与高频变压器端上连接的元器件的电气安全，尤其极易损坏的开关器件(IGBT或者MOS)。

针对高频链逆变器启动过程中吸收电容导致的电压过冲问题，尚未有文献提出解决方法，通常的工作做法是减少吸收电容容值或者尽可能的减少高频变压器电气连接回路感抗。前一种减小吸收电容容值的方法，虽然减小了启动时高频变压器连接端的电压过冲，但是吸收电容容值的减少，却会降低高频链逆变器运行时吸收电容的吸收效果，无法有效抑制高频变压连接端方波电压边沿出现的电压尖峰，危及器件的安全，同时也会造成负载输出端的方波电压幅值不够稳定，输出谐波含量增加。

一种减小高频变压器电气连接回路电感的方法，有一定的改善效果，但受到变压器制作要求、吸收电容的生产工艺水平和元器件布局等因素的限制，电气回路的杂感仍然不可避免，这种方法也满足不了要求。受器件工艺水平、布局与设计等实际因素的影响，解决电压过冲的效果也是较为有限的。

因此，有必要设计一种高频链逆变器的启动控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高频链逆变器的启动控制方法，本发明的高频链逆变器的启动控制方法能有效避免吸收电容电压过冲过大导致开关管(IGBT或者MOS)触发保护或损坏的问题，有利于保障高频链逆变器顺利启动。

发明的技术解决方案如下：

一种高频链逆变器的启动控制方法，所述的高频链逆变器包括变压器、前级电路以及后级电路；

变压器具有一个原边线圈和2个副边线圈；

前级电路包括由4个开关管组成的H桥；

后级电路包括由开关管S7～S10组成的负载输出电路；