[发明专利]开关磁阻电机启动与发电系统功率变换器件设计

权利要求书

1.一种开关磁阻电机启动/发电系统功率变换器装置，其特征在于：包括

(1)主电路拓扑结构设计

采用双开关式主电路，这种主电路形式也被称为不对称桥式结构。采用的是N沟道的功率型MOSFET。

(2)驱动电路的设计

为了能够可靠地驱动主开关，采用了成本较低，驱动可靠的专用集成驱动芯片HCPL3120。

(3)缓冲电路的设计

缓冲电路也称为吸收电路，它是大功率变流技术中必不可少的组成部分。缓冲电路的主要作用是用来控制MOSFET等功率器件的关断浪涌电压和续流二极管恢复浪涌电压，减少功率器件的开关损耗，充分利用MOSFET的功率极限。

2.如权利要求1所述的(1)中，其特征在于：

器件参数：

关于器件参数的选择，在我们的功率变换器中，主要也是主开关管和续流二极管的参数选择。其中，MOSFET是按最大允许电流IM定标的器件，额定电流一般按下式计算：

IM＝(1.5～2)×is (1)

式中：is－流过主开关管的电流峰值。

而续流二极管是按通态平均电流ITav定标的器件，这里，额定电流的计算按式(2)进行

式中：Kf－额定输出状态下续流二极管中电流的非正弦波形系数，Kf＝Iph/Iav；

Iph－为流过续流二极管的电流有效值；

Iav－额定输出状态下续流二极管中的平均电流。

3.如权利要求1所述的(3)中，其特征在于：

缓冲电路参数选择的主要依据为功率器件的开关周期，其具体的计算参照下式：

τ＝RC≤T/3＝1/3f (3)

其中T－功率器件的开关周期

由于车用发动机最高转速约为5000rpm且定△t斩波的时间约为300us，因此可以设定最高斩波频率不大于8kHz，考虑到安全裕量及最大开关周期，该缓冲电路中无感电容的耐压可按下式选取：

UM＝(7～10)UC (4)

其中UC－直流电源电压

则根据(5－3)式可计算出电阻R的值，电阻R上消耗的功率可由下式计算得到：

其中C－缓冲电容值

UC－直流电源电压

f－功率器件的开关频率。