[发明专利]一种基于饱和电感降低软开关功率变换器损耗的方法

说明书

本发明公开了一种基于饱和电感降低软开关功率变换器损耗的方法，软开关功率变换器包括主电路和辅助开关支路，所述辅助开关支路包括串联连接的辅助开关器件Ssubgt;r1/subgt;、辅助开关器件Ssubgt;r2/subgt;和谐振电感L，其特征在于，在所述辅助开关支路上还串联有饱和电感Lsubgt;r‑sat/subgt;，通过在所述辅助开关支路上串联饱和电感Lsubgt;r‑sat/subgt;来降低辅助开关支路上电流在过零点处的斜率，以此来达到降低辅助开关支路上的开关器件的开通损耗和反向恢复损耗的目的。本发明有效能降低辅助开关器件的开通损耗和反向恢复损耗，进而有效提高软功率开关变换器开关频率，并且能够更好的满足大功率及超精密定位场合下的使用需求。

技术领域

本发明涉及电机驱动控制技术领域，具体涉及一种基于饱和电感降低软开关功率变换器损耗的方法。

背景技术

在电机的伺服驱动控制系统中，应用最为广泛的是PWM硬开关功率变换器，其具体成本低，控制简单的优点。然而在超精密驱动控制系统中，PWM功率变换器需要工作于高开关频率下，以此来降低输出电流纹波和提高动态响应，PWM硬开关功率变换器工作在高开关频率下时会导致功率变换器的开关损耗大，发热严重，从而降低系统的可靠性和寿命。为了减小功率变换器的开关损耗，提高系统效率和开关频率，出现了软开关功率变换器。

如附图1所示为典型的软开关功率变换器的拓扑图，该软开关功率变换器的主电路由主开关器件S₁、主开关器件S₂、主开关器件S₃和主开关器件S₄构成全桥电路，还包括一个辅助开关支路，辅助开关支路包括串联连接的辅助开关器件S_r1、辅助开关器件S_r2和谐振电感L，其中辅助开关支路的两端分别连接在主开关器件S₁和主开关器件S₃的半桥中点连接处、以及主开关器件S₂和主开关器件S₄的半桥中点连接处电路，这种结构形式的软开关功率变换器能够现每个主开关器件的软开关，从而达到了减小损耗，提高效率的目的。然而随着开关频率的进一步升高，为避免功率变换器的占空比运行范围过小，软开关功率变换器的谐振电感L的值通常较小，这样就会出现辅助开关器件S_r1和S_r2的开通损耗和反向恢复损耗大的问题，这也成为了限制软功率变换器进一步提高开关频率的瓶颈问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能降低辅助开关器件的开通损耗和反向恢复损耗，进而有效提高软功率开关变换器开关频率的基于饱和电感降低软开关功率变换器损耗的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于饱和电感降低软开关功率变换器损耗的方法，软开关功率变换器包括主电路和辅助开关支路，所述辅助开关支路包括串联连接的辅助开关器件S_r1、辅助开关器件S_r2和谐振电感L，在所述辅助开关支路上还串联有饱和电感L_r-sat，通过在所述辅助开关支路上串联饱和电感L_r-sat来降低辅助开关支路上电流在过零点处的斜率，以此来达到降低辅助开关支路上的开关器件的反向恢复峰值电流和反向恢复损耗的目的。