[发明专利]一种利用数波法调节输出功率的软开关电路及方法

说明书

本发明公开了一种利用数波法调节输出功率的软开关电路及方法，属于电力电子技术领域。该方法充分利用了交流电的能量传输特点，在交流电压过零检测电路中，控制电路中的单片机或DSP判断出单相交流电的过零时刻，控制开关器件每次都在交流电电压过零瞬间进行通断操作，不仅保证了开关器件的完美零电压通断，而且对供电电网几乎是零谐波污染。单片机或DSP根据所要求输出功率与额定功率的百分比，按照相关比例从电网中提取能量：以单相电电压的一个周期作为最小单位，按同样比例通断MOS管。如果负载是需要保持稳定运转的电动机，可以把这连续通断的若干单位时间重新组合，使得每次通断的时间尽可能地短，以确保电动机稳定运转。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体来说，涉及一种利用数波法调节输出功率的软开关电路及方法。

背景技术

在各种使用电阻丝或电动机做负载的家用或工业用电器中，如何付出低廉的代价保证输出功率连续可调，一直是本行业的一个技术大难题。最常用的调节方式是等级调节，无法做到连续调节，仅仅在比较高档的电机调速系统中，才使用昂贵的变频器进行调速调功率，并且，在控制电机的电路中使用变频器，不仅导致了系统成本上升，而且还使得系统的功率因数很低，效率下降，同时也增加了对电网的谐波污染。

申请号为201610021738.5，名称为《电机丢波软起动控制方法和装置》的发明专利提出了采用过半个整波法进行电机软起动的解决方案，但是，这种做法有个致命的缺陷，由于其在电机启动时不是以整个正弦波作为能量的最小单位，而是以半个正弦波作为能量的最小单位，在启动时如果每次取的正弦半波都是同一个方向，产生的实际效果将是给了交流电机一个直流电，从而导致交流电机工作异常。并且，每次从电网中取半波，也对电网的正常运行也将产生不益影响。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种利用数波法调节输出功率的软开关电路及方法。由于现阶段普遍使用交流电为电器供电，该方法充分利用了交流电的能量传输特点，控制开关器件每次都在交流电电压过零瞬间进行通断操作，不仅保证了开关器件的完美零电压通断，而且对供电电网几乎是零谐波污染，应用在带有大功率电机的电器启动上，不会对电网形成冲击。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，利用了一种交流电压过零检测控制电路，以及相关的主电路两大部分组成。

进一步的，所述主电路包括MOS管Q1，Q2，续流CBB电容Cx，负载RL。MOS管Q1的D脚连接单相电的火线(或零线)，MOS管Q1的内部有一个用于续流的反向并联二极管D1，MOS管Q1的S脚连接电容Cx和负载RL的一端；电容Cx和负载RL的另一端与MOS管Q2的S脚连接；MOS管Q2的D脚连接单相电的零线(或火线)，MOS管Q2的内部有一个用于续流的反向并联二极管D2.

根据本发明的另一个方面，提供了一种利用数波法调节输出功率的软开关电路或方法，具体实现或步骤如下：

在交流电压过零检测电路中，控制电路中的单片机可以判断出单相交流电的过零点时刻，从而可以驱动MOS管的通断时刻与交流电压过零的时刻精确重合。进而保证了MOS管工作在零电压纯软开关工作状态，并且不会对电网产生谐波污染。

单片机在收到功率调节指令后，根据所要求输出功率与额定输出功率的百分比q％(0<＝q<＝100)，按照相关比例从电网中提取能量：以单相电电压的一个周期作为最小单位，在100个单位时间中，在q个单位时间中使得MOS管导通，在剩下的100-q个单位时间中则关断MOS管。