CN108370217A - 斩波器组件及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种斩波器组件。所述斩波器组件包括:至少两个斩波器单元;以及控制单元,控制单元被配置为生成控制信号,以用于循环控制对应斩波器单元的启动。至少两个斩波器单元的启动由控制单元控制,使得至少两个斩波器单元首先被偏移一相移、或者被调整为在预定义持续时间之后具有相移,该相移指示不同信号的相应脉冲的上升沿之间或者下降沿之间的时间差。根据本公开的斩波器组件有效地减轻了对电路内的各个部件的负面冲击。此外,通过控制所述控制信号的所述占空比,每个电阻器的负载将均等。

Description

斩波器组件及其控制方法
技术领域
本文公开的示例实施例总体上涉及一种斩波器组件和该斩波器组件的控制方法,并且更具体地涉及一种斩波器组件及其控制方法,来降低通过DC链路的纹波电流的幅度。
背景技术
在变频驱动系统中,如果是按照能量从电动机流向DC链路的方式来控制逆变器,则DC母线电压将增加。过量的DC母线电压可能对整流器和逆变器部件有害,特别是对电路内的电容器有害。因此,可能需要将DC母线电压限制在阈值以下以避免各个部件发生故障。
限制DC母线电压的一种方法是将一部分能量引导至与制动斩波器相关联的电阻器。该电阻器用于将该部分能量转换成热量,从而使得可以将DC母线电压的过量部分偏置到电阻器,并且因此,可以保护各个部件。
当涉及超过一个制动斩波器时,可能需要一种控制这些制动斩波器的操作的方法。制动斩波器还可以被称为斩波器单元。一种现有方法是:单独控制斩波器单元,这可能由于在具有模拟部件的测量电路中的细微不准确性而导致斩波器单元和电阻器负载分配存在较大差异。另一现有方法是:设置一个主斩波器单元和(多个)附加的斩波器单元,其中所有斩波器单元被同时操作。通过利用该方法,如果主斩波器单元发生故障,则所有的斩波器单元可能都无法起作用。另外,因为所有的斩波器单元被同时接通和断开,可能发生高电流脉冲,这转而负面地影响连接至DC链路的部件(例如,以额外的热应力、对控制器的干扰等形式)。由斩波器单元的启动引起的高电流脉冲被表示为DC链路纹波电流,该DC链路纹波电流是通过DC链路的电容器(或者可以被称为DC电容器)的电流的AC分量。
鉴于上述内容,本领域需要一种用于控制斩波器单元的解决方案,以便在斩波器单元被启动时降低纹波电流的幅度。
发明内容
本文公开的示例实施例提出了一种用于使纹波电流最小化的斩波器组件及其控制方法。
在一个方面中,本文公开的示例实施例提供了一种斩波器组件。该斩波器组件包括:至少两个斩波器单元;以及控制单元,该控制单元被配置为生成控制信号,以用于循环控制对应斩波器单元的启动。至少两个斩波器单元的启动由控制单元控制,使得至少两个斩波器单元首先被偏移一相移、或者被调整为在预定义持续时间之后具有相移。该相移指示不同信号的相应脉冲的上升沿之间或者下降沿之间的时间差。
在一个实施例中,斩波器单元中的每个斩波器单元包括控制单元,并且该控制单元可以包括:参考单元,该参考单元被配置为生成参考信号;以及相位控制单元,该相位控制单元被配置为控制控制信号的相移。斩波器单元中的至少一个斩波器单元的相位控制单元可以被配置为基于对应斩波器单元的参考信号、以及用于不同斩波器单元的控制信号,来控制用于对应斩波器单元的控制信号的相移。
在一个实施例中,至少两个斩波器单元的控制单元可以以开环形式连接,并且相位控制单元可以被配置为基于对应斩波器单元的参考信号、以及相邻斩波器单元的控制信号来控制用于对应斩波器单元的控制信号的相移。
在另一实施例中,至少两个斩波器单元的控制单元可以以闭环形式连接,并且相位控制单元可以被配置为基于对应斩波器单元的参考信号、以及相邻斩波器单元的控制信号来控制用于对应斩波器单元的控制信号的相移。附加地或者备选地,至少两个斩波器单元可以被布置为使得斩波器单元响应于斩波器单元中的一个斩波器单元失去作用而以开环形式连接。
在又一实施例中,控制单元还可以包括:占空比控制单元,该占空比控制单元被配置为基于对应斩波器单元的参考信号、以及相邻斩波器单元的控制信号来控制用于对应斩波器单元的控制信号的占空比,并且占空比指示信号的一个脉冲的持续时间与该信号的两个相邻脉冲之间的时间差的比率。
在再一实施例中,该斩波器组件还可以包括:计数单元,该计数单元被配置为对斩波器单元的数目进行计数;以及相移预设单元,该相移预设单元被配置为基于斩波器单元的计数数目,来对不同斩波器单元的相应参考信号之间的相移进行预设。
在另一方面中,本文公开的示例实施例提供了一种控制斩波器组件的方法。斩波器组件包括至少两个斩波器单元。该方法包括:为至少两个斩波器单元中的每个斩波器单元生成控制信号,以循环控制对应斩波器单元的启动;以及控制至少两个斩波器单元的启动,使得至少两个斩波器单元首先被偏移一相移、或者被调整为在预定义持续时间之后具有相移。该相移指示不同信号的相应脉冲的上升沿之间或者下降沿之间的时间差。
在一个实施例中,该方法还可以包括:为至少两个斩波器单元中的每个斩波器单元生成参考信号;以及基于对应斩波器单元的参考信号、以及用于不同斩波器单元的控制信号,来控制用于对应斩波器单元的控制信号的相移。
在一个实施例中,控制相移还可以包括:基于对应斩波器单元的参考信号、以及相邻斩波器单元的控制信号,来控制用于对应斩波器单元的控制信号的相移,至少两个斩波器单元以开环形式连接。
在另一实施例中,控制相移还可以包括:基于对应斩波器单元的参考信号、以及相邻斩波器单元的控制信号,来控制用于对应斩波器单元的控制信号的相移,至少两个斩波器单元以闭环形式连接。附加地或者备选地,至少两个斩波器单元可以被布置为使得斩波器单元响应于斩波器单元中的一个斩波器单元失去作用而以开环形式连接。
在又一实施例中,该方法还可以包括:基于对应斩波器单元的参考信号、以及相邻斩波器单元的控制信号,来控制用于对应斩波器单元的控制信号的占空比,并且其中占空比指示信号的一个脉冲的持续时间与该信号的两个相邻脉冲之间的时间差的比率。
在再一实施例中,该方法还可以包括:对斩波器单元的数目进行计数;以及基于斩波器单元的所计数的数目,来对不同斩波器单元的相应参考信号之间的相移进行预设。
通过以下描述,应当理解的是:用于控制各个斩波器单元的接通/切断的控制信号的相移可以不同时启动,使得各个斩波器的电流脉冲将被移位并且总电流(等于所有各个斩波器电流的总和)脉冲最大值将减小。结果,减轻了对电路内的各个部件的负面冲击。此外,通过对控制信号的占空比进行控制,每个电阻器的负载将均等。
附图说明
通过参照附图的以下详细描述,本文公开的示例实施例的上述和其它目的、特征和优点将变得更易于理解。在附图中,将按照示例和非限制性的方式来说明本文公开的若干示例实施例,其中:
图1图示了根据示例实施例的可以在变频驱动系统中使用斩波器组件的环境;
图2图示了根据一个示例实施例的、其中若干斩波器单元以闭环形式连接的斩波器组件的示意图;
图3图示了其中若干斩波器单元以开环形式连接的图2的斩波器组件的示意图;以及
图4图示了根据另一示例实施例的、其中若干斩波器单元以闭环形式连接的斩波器组件的示意图。
在整个附图中,相同或者对应的附图标记指代相同或者对应的部分。
具体实施方式
现在将参照若干示例实施例讨论本文所公开的技术方案。仅出于使本领域的技术人员能够更好地理解并且因此,实施本文所描述的技术方案之目的来讨论这些实施例,而不旨在对技术方案的范围提出任何限制。
术语“包括”及其变体应该被理解为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“或者”应该被理解为“和/或”,除非上下文另有明确指示。术语“基于”应该被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“实施例”应该被理解为“至少一个实施”。术语“另一实施例”应该被理解为“至少一个其它实施例”。除非另有指定或者限制,否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦合”及其变体被广泛地使用并且囊括直接和间接安装、连接、支撑和耦合。进一步地,“连接”和“耦合”不限于物理或者机械连接或者耦合。在下面的描述中,使用相似的附图标记和标签来描述图1至图4的若干视图中的相同、相似或者对应部分。在下文中可以包括其它定义(明确的和隐含的)。
图1图示了根据示例实施例的可以在变频驱动系统100中使用斩波器组件110的环境。变频驱动系统100包括具有三个AC输入的整流器120。该整流器120将AC输入转换为两条线上的DC电流,以便经由对应的逆变器140来为电动机130上电。逆变器可以跨接在两条线上。系统100能够利用相应的逆变器140来为多个电动机130上电。DC电容器150可以被跨接在用作DC链路的两条线上。如上所述,系统100可以包括至少一个制动斩波器或者斩波器单元110。每个斩波器单元110跨接在两条线上以用于接收DC电流。另外,制动电阻器160被连接至每个斩波器单元110以用于使生成电流的热量消散。每个斩波器单元可以被控制来用于有意的电压控制,并且因此,两条线上的DC电流的质量(例如,频谱模式、纹波电流等)可以被优化。
在图1中示出的所有部件和模块在本行业中都是现有和熟知的,并且因此,省略了其详细说明。要注意的是,逆变器、电动机、斩波器单元或者制动电阻器的数目不受本公开的限制。
在如本文描述的一个示例实施例中,斩波器组件可以包括若干斩波器单元110。还提供了一种控制单元,该控制单元可以被配置为生成控制信号以用于循环控制对应斩波器单元110的启动。至少两个斩波器单元110的启动由控制单元控制,使得至少两个斩波器单元首先被偏移一相移、或者被调整为在预定义持续时间之后具有相移。该相移指示不同信号的相应脉冲的上升沿之间或者下降沿之间的时间差。通过该配置,斩波器单元可以在不同的时刻启动,由此防止了在产生的电流中的由斩波器单元的同时启动所引起的较大脉冲。
图2图示了根据一个示例实施例的、其中若干斩波器单元210、220、230以闭环形式连接的斩波器组件200的示意图。
在该图2示出的实施例中,斩波器单元210可以包括控制单元211和开关214。控制单元211被用于生成用于控制开关214的启动的控制信号。如在图1中可以了解到的,开关214的启动使对应的制动斩波器110起作用,并且因此,对应的制动电阻器160响应于流过的输入电流而运行以生成热量。
由控制单元211生成的控制信号可以是具有占空比值的脉冲信号。占空比指示控制信号的一个脉冲的持续时间与控制信号的两个相邻脉冲之间的时间差的比率。如果用T表示脉冲的持续时间,并且用P表示两个相邻脉冲之间的周期,则占空比可以用D=(T/P)*100%或者简单地D=T/P来表示。控制信号被输入至同一斩波器单元210内的开关214。
如图所示,控制单元211还包括参考单元212和相位控制单元213。参考单元212可以用于生成待输入至相位控制单元213的参考信号。该参考信号稍后可以被相位控制单元213使用来生成控制信号。
在该实施例中,示出了三个斩波器单元210、220和230。与斩波器单元210相比,斩波器单元220和230具有相同的配置和功能。具体地,斩波器单元220包括开关224、具有参考单元222和相位控制单元223的控制单元221;并且斩波器单元230包括开关234、具有参考单元232和相位控制单元233的控制单元231。然而,应当理解的是,如已经针对图1讨论的,斩波单元的数目不受限制。
在图2示出的实施例中,相位控制单元213依赖于两个输入,一个来自承载斩波器单元210的参考信号的参考单元212,而另一个承载传送斩波器单元230的控制信号的相位控制单元233。换言之,从控制单元211生成控制信号是基于来自参考单元212的参考信号以及来自相位控制单元233的控制信号两者。同样,从控制单元221生成控制信号是基于来自参考单元222的参考信号以及来自相位控制单元213的控制信号两者;并且从控制单元231生成控制信号是基于来自参考单元232的参考信号以及来自相位控制单元223的控制信号两者。按照这种形式,三个斩波器单元210、220、230的控制单元211、221、231以闭环形式连接。
来自参考单元212、222、232的参考信号彼此之间可以具有相移。该相移指示不同信号的相应脉冲的上升沿之间或者下降沿之间的时间差。例如,如果信号1的周期P1等于信号2的周期P2,而且,信号1和信号2的相应脉冲的上升沿之间的时间差用Δt来表示,则可以用(Δt/P1)*360°来表示以度为单位的相移。因此,相位控制单元213、223、233生成控制信号,其中这三个信号中的任意两个信号之间存在相移。因此,各个斩波器单元的非同时切换减轻了DC链路电流的AC分量,从而使降低纹波电流的性能最大化。
图3图示了其中若干斩波器单元310、320、330以开环形式连接的斩波器组件300的示意图。
在该实施例中,与在图2中示出的每个斩波器单元相比,斩波器单元310、320、330具有相同的配置和功能。具体地,斩波器单元310包括开关314、具有参考单元312和相位控制单元313的控制单元311;斩波器单元320包括开关324、具有参考单元322和相位控制单元323的控制单元321;并且斩波器单元330包括开关334、具有参考单元332和相位控制单元333的控制单元331。然而,应当理解的是,如已经针对以图1和图2讨论的,斩波器单元的数目不受限制。
图3示出的实施例与图2示出的实施例的不同之处在于:相位控制单元333的输出没有返回到相位控制单元313。按照这种形式,三个斩波器单元310、320、330的控制单元311、321、331以开环形式连接。可以将开环连接转变为闭环连接,其中每个控制单元取决于其前一(或者下一)控制单元(连接成环)。另一方面,如果一个控制单元失去作用,则可以将闭环连接转变为开环连接。
图4图示了根据另一示例实施例的、其中若干斩波器单元410、420以闭环形式连接的斩波器组件400的示意图。
在该图4示出的实施例中,斩波器单元410可以包括控制单元411和开关415。控制单元411被用于生成用于控制开关415的启动的控制信号。如在图1中可以了解到的,开关415的启动使对应的制动斩波器110起作用,并且因此,对应的制动电阻器160响应于流过的输入电流而运行以生成热量。
由控制单元411生成的控制信号可以是具有占空比值的脉冲信号。控制信号被输入至同一斩波器单元410内的开关415。
如图所示,控制单元411还包括参考单元412、占空比控制单元413和相位控制单元414。参考单元412可以用于生成待输入至占空比控制单元413的参考信号。
在该实施例中,示出了两个斩波器单元410、420。与斩波器单元410相比,斩波器420具有相同的配置和功能。具体地,斩波器单元420包括开关425、具有参考单元422、占空比控制单元423和相位控制单元424的控制单元421。然而,应当理解的是,如已经针对图1和图2讨论的,斩波器单元的数目不受限制。
在图4示出的实施例中,占空比控制单元413依赖于两个输入,一个来自承载斩波器单元410的参考信号的参考单元412,而另一个来自承载用于斩波器单元420的控制信号的相位控制单元424。换言之,占空比控制单元413被用于基于来自另一斩波器组件的控制信号来调整接收到的参考信号的占空比。然后,从相位控制单元414生成控制信号是基于来自占空比控制单元413的经过调整的参考信号以及来自相位控制单元424的控制信号两者。同样,占空比控制单元423被用于基于来自斩波器组件410的控制信号来调整从参考单元422接收到的参考信号的占空比,并且从相位控制单元424生成控制信号是基于来自占空比控制单元423的经过调整的参考信号以及来自相位控制单元414的控制信号两者。按照这种形式,两个斩波器单元410、420的控制单元411、421以闭环形式连接。
来自参考单元412、422的参考信号彼此之间可以具有相移。因此,相位控制单元414、424生成控制信号,其中这两个信号之间存在相移。因此,各个斩波器单元的非同时切换减轻了DC链路电流的AC分量,从而使降低纹波电流的性能最大化。
由于不同控制信号的占空比的变化可能导致斩波器单元以及制动电阻器的损耗不等,因此占空比控制单元在不同信号之间同步占空比可能有助于降低额外的损耗。换言之,使用一个占空比控制单元来将控制信号的占空比控制为与另一斩波器单元的控制信号相比的相似的值,使得可以平衡斩波器单元和制动电阻器的功率损耗。
在下面的描述中,提供了模拟结果以用于说明根据示例实施例的斩波器组件的性能。
如先前讨论的,电流的纹波可以被视为DC链路电流的AC分量。如果所有斩波器单元被同时接通,则生成的纹波将具有最大幅度,可以通过Irms=(UDC/R)*N/2(假设占空比为0.5)来计算该最大幅度。UDC表示运行期间的平均DC电压,R表示制动电阻器的电阻,并且N表示斩波器单元和电阻器的数目。因此,我们的目的之一是在同时切换斩波器单元时降低这种纹波的幅度。
例如,如果使两个斩波器单元的控制信号同步以具有180°的相移,则可以获得0.5的缩减因子,这可能是最佳的缩减。缩减因子表示与同时接通/断开所有斩波器单元的情况相比,纹波电流将减少的程度(例如,0.5的缩减因子意味着纹波电流将是Irms的50%)。表1示出了不同数目的斩波器单元及其对应的缩减因子的一组理想相移值。
表1
原则上,如果斩波单元的数目(N)增加,则纹波电流将以因子1/N减少。另外,可以通过360°/N来简单地计算斩波器单元之间的理想相移。然而,斩波器单元的数目可能是未知的,并且因此,斩波器单元之间的理想相移是未知的。通过对相移值进行预设,根据其相应斩波器单元数目在表2中示出了若干缩减因子。
表2
例如,如图3可以示出的是,比较是在理论上获得的,并且基于以开环形式配置的拓扑结构。通过在表2中示出的结果,正如表1示出的,具有180°相移的2个斩波器单元、具有120°相移的3个斩波器单元、具有90°相移的4个斩波器单元在减少方面具有最佳性能。对于其余数据中的任何数据,性能没那么好,但是纹波的幅度仍然会显著地降低。在一个示例实施例中,斩波器单元的数目可以被自动计数,并且继而可以基于所计数的数目来生成最佳相移值,从而使得缩减因子快速降低。
以闭环形式配置的拓扑结构(例如图2或者图4可以示出的)可以具有模拟结果,该模拟结果通过闭环配置与开环配置之间的比较而在表3中示出。
表3
从表3中的模拟结果可以观察到的是,闭环配置通常比开环配置具有更好的缩减(具有更小的缩减因子)。闭环配置可以随时间调整相移值,直到缩减因子收敛或者缩减因子的变化小于阈值。
更多的斩波器单元可以被应用。在另一个模拟中,如果将相移预设为180°,则对于闭环配置,5个斩波器单元具有0.2的缩减因子,并且对于开环配置具有0.5的缩减因子。在再一个模拟中,如果将相移预设为180°,则对于闭环配置,6个斩波器单元具有0.2的缩减因子,并且对于开环配置具有0.5的缩减因子。因此,对于斩波器单元数目从2到6的大多数情况,可以预设180°的相移值以确保对于闭环或者开环配置至多0.5的缩减因子。即使具有闭环配置的拓扑结构中有一个斩波器单元失去作用,其余的斩波器单元也可以自动形成开环配置,这也实现了纹波电流的幅度的显著降低。
通过本公开的各个实施例,用于控制各个斩波器单元的接通/断开的控制信号的相移可以不同时启动。因此,当使用若干斩波器单元来控制系统中的过量能量时,DC链路电流的AC分量被有效地降低。因此,减轻了对电路内的各个部件(诸如DC电容器)的负面冲击。此外,通过对控制信号的占空比进行控制,可以使斩波器单元中的额外功率损耗最小化。附加地或者备选地,通过检测若干斩波器单元,可以对最佳相移值进行预设以使具有最大缩减的纹波电流加速稳定。
虽然在上面的描述中按照特定顺序描绘了操作,但是不应该将其理解为需要按照示出的特定顺序或者按照相继顺序来执行这种操作,或者需要执行所有图示的操作以实现期望的结果。在某些情况下,多任务处理和并行处理可以是有利的。同样,虽然在上面的讨论中包含了若干细节,但是这些细节不应被解释为对本文所描述的技术方案的范围的限制,而是作为对可能特定于特定实施例的特征的描述。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实施在单个实施例中。另一方面,在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或者按照任何合适的子组合实施在多个实施例中。
虽然针对结构特征和/或方法动作对本技术方案进行了语言描述,但是应当理解的是,在随附权利要求书中限定的技术方案不必限于上面描述的特定特征或者动作。相反,在上面描述的特定特征和动作作为实施权利要求书的示例形式而公开。

Claims (14)

1.一种斩波器组件,包括:
至少两个斩波器单元;以及
控制单元,所述控制单元被配置为生成控制信号,以用于循环控制对应斩波器单元的启动,
其中所述至少两个斩波器单元的所述启动由所述控制单元控制,使得所述至少两个斩波器单元首先被偏移一相移、或者被调整为在预定义持续时间之后具有相移,所述相移指示不同信号的相应脉冲的上升沿之间或者下降沿之间的时间差。
2.根据权利要求1所述的斩波器组件,其中所述斩波器单元中的每个斩波器单元包括控制单元,并且所述控制单元包括:
参考单元,所述参考单元被配置为生成参考信号;以及
相位控制单元,所述相位控制单元被配置为控制所述控制信号的所述相移,并且
其中所述斩波器单元中的至少一个斩波器单元的所述相位控制单元被配置为基于所述对应斩波器单元的所述参考信号、以及用于不同斩波器单元的所述控制信号,来控制用于所述对应斩波器单元的所述控制信号的所述相移。
3.根据权利要求2所述的斩波器组件,其中所述至少两个斩波器单元的所述控制单元以开环形式连接,并且
其中所述相位控制单元被配置为基于所述对应斩波器单元的所述参考信号、以及相邻斩波器单元的所述控制信号,来控制用于所述对应斩波器单元的所述控制信号的所述相移。
4.根据权利要求2所述的斩波器组件,其中所述至少两个斩波器单元的所述控制单元以闭环形式连接,并且
其中所述相位控制单元被配置为基于所述对应斩波器单元的所述参考信号、以及相邻斩波器单元的所述控制信号,来控制用于所述对应斩波器单元的所述控制信号的所述相移。
5.根据权利要求4所述的斩波器组件,其中所述至少两个斩波器单元被布置为使得所述斩波器单元响应于所述斩波器单元中的一个斩波器单元失去作用而以开环形式连接。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的斩波器组件,其中所述控制单元还包括:
占空比控制单元,所述占空比控制单元被配置为基于所述对应斩波器单元的所述参考信号、以及相邻斩波器单元的所述控制信号,来控制用于所述对应斩波器单元的所述控制信号的占空比,并且
其中所述占空比指示信号的一个脉冲的持续时间与所述信号的两个相邻脉冲之间的时间差的比率。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的斩波器组件,还包括:
计数单元,所述计数单元被配置为对所述斩波器单元的数目进行计数;以及
相移预设单元,所述相移预设单元被配置为基于所述斩波器单元的所计数的数目,来对不同斩波器单元的相应参考信号之间的所述相移进行预设。
8.一种控制斩波器组件的方法,所述斩波器组件包括至少两个斩波器单元,所述方法包括:
为所述至少两个斩波器单元中的每个斩波器单元生成控制信号,以循环控制对应斩波器单元的启动;以及
控制所述至少两个斩波器单元的所述启动,使得所述至少两个斩波器单元首先被偏移一相移、或者被调整为在预定义持续时间之后具有相移,所述相移指示不同信号的相应脉冲的上升沿之间或者下降沿之间的时间差。
9.根据权利要求8所述的方法,还包括:
为所述至少两个斩波器单元中的每个斩波器单元生成参考信号;以及
基于所述对应斩波器单元的所述参考信号、以及用于不同斩波器单元的所述控制信号,来控制用于所述对应斩波器单元的所述控制信号的所述相移。
10.根据权利要求9所述的方法,其中控制所述相移还包括:
基于所述对应斩波器单元的所述参考信号、以及相邻斩波器单元的所述控制信号,来控制用于所述对应斩波器单元的所述控制信号的所述相移,所述至少两个斩波器单元以开环形式连接。
11.根据权利要求9所述的方法,其中控制所述相移还包括:
基于所述对应斩波器单元的所述参考信号、以及相邻斩波器单元的所述控制信号,来控制用于所述对应斩波器单元的所述控制信号的所述相移,所述至少两个斩波器单元以闭环形式连接。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述至少两个斩波器单元被布置为使得所述斩波器单元响应于所述斩波器单元中的一个斩波器单元失去作用而以开环形式连接。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法,其中所述方法还包括:
基于所述对应斩波器单元的所述参考信号、以及相邻斩波器单元的所述控制信号,来控制用于所述对应斩波器单元的所述控制信号的占空比,并且其中所述占空比指示信号的一个脉冲的持续时间与所述信号的两个相邻脉冲之间的时间差的比率。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的方法,还包括:
对所述斩波器单元的数目进行计数;以及
基于所述斩波器单元的所计数的数目,来对不同斩波器单元的所述相应参考信号之间的所述相移进行预设。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08228475A (ja) * 1994-12-21 1996-09-03 Fuji Electric Co Ltd 2相2重チョッパ装置の制御回路
US5929692A (en) * 1997-07-11 1999-07-27 Computer Products Inc. Ripple cancellation circuit with fast load response for switch mode voltage regulators with synchronous rectification
EP1434337A1 (en) * 2002-12-24 2004-06-30 Becromal S.p.A. Power supply having a dc/dc-converter
CN101615884A (zh) * 2009-04-30 2009-12-30 上海电力学院 移相斩波的高功率因数串级调速装置
CN202334440U (zh) * 2011-11-25 2012-07-11 无锡力芯微电子股份有限公司 斩波放大电路及多级放大系统
US20120187929A1 (en) * 2009-11-12 2012-07-26 Kazuhiro Ohshita Switching power supply circuit

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100374439B1 (ko) * 1996-10-08 2003-03-15 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 전원장치 및 전압 변환기
DE102007057230A1 (de) * 2007-11-28 2009-06-04 Kostal Industrie Elektrik Gmbh Verfahren zur Steuerung eines Gleichstromstellers
JP5314100B2 (ja) * 2011-08-26 2013-10-16 三菱電機株式会社 電源装置
CN104769827B (zh) * 2012-11-07 2017-11-21 沃尔沃卡车公司 电源装置
WO2014192084A1 (ja) * 2013-05-28 2014-12-04 三菱電機株式会社 電力変換装置、その電力変換装置を備えたモータ駆動制御装置、そのモータ駆動制御装置を備えた圧縮機および送風機、ならびに、その圧縮機あるいは送風機を備えた空気調和機
JP6303970B2 (ja) * 2014-10-17 2018-04-04 住友電気工業株式会社 変換装置
JP6488963B2 (ja) * 2015-09-28 2019-03-27 株式会社デンソー 電源システムの制御装置、及び電源ユニット

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08228475A (ja) * 1994-12-21 1996-09-03 Fuji Electric Co Ltd 2相2重チョッパ装置の制御回路
US5929692A (en) * 1997-07-11 1999-07-27 Computer Products Inc. Ripple cancellation circuit with fast load response for switch mode voltage regulators with synchronous rectification
EP1434337A1 (en) * 2002-12-24 2004-06-30 Becromal S.p.A. Power supply having a dc/dc-converter
CN101615884A (zh) * 2009-04-30 2009-12-30 上海电力学院 移相斩波的高功率因数串级调速装置
US20120187929A1 (en) * 2009-11-12 2012-07-26 Kazuhiro Ohshita Switching power supply circuit
CN202334440U (zh) * 2011-11-25 2012-07-11 无锡力芯微电子股份有限公司 斩波放大电路及多级放大系统

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