CN112688549B - 变压器磁饱和处理方法、装置、系统及电器设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及变压器磁饱和处理方法、装置、系统及电器设备，属于变压器磁饱和处理技术领域。本申请包括：获取变压器的原边电参数和副边电参数，其中，所述原边电参数和所述副边电参数属于同一类型；根据所述原边电参数和所述副边电参数判断所述变压器是否磁饱和，若是，则执行预设磁饱和处理策略。通过本申请，可对变压器磁饱和进行监控处理，以保护整体系统的安全运行。

Description

变压器磁饱和处理方法、装置、系统及电器设备

技术领域

本申请属于变压器磁饱和处理技术领域，具体涉及变压器磁饱和处理方法、装置、系统及电器设备。

背景技术

在电力电子技术中，变压器有着重要的作用，比如，变压和隔离。变压器变压的原理是通过缠绕在磁芯上线圈的电流产生磁通量，磁通量由原边传递到副边，副边因此才产生电流，也就是说变压器是通过在原边将电流转换成磁通量，在副边将磁通量转换成电流完成能量的传递。

当变压器原边流过电流过大时，变压器原边产生的磁通量可能达到极限，这时候电流再增加，变压器原边的磁通量将会变化很缓慢，甚至不改变，即变压器出现磁饱和，多余的能量将会引起原边发热，变压器线圈在饱和状态下的自感作用会大大减少。从而就会引起以下情况：变压器初级发热或者损坏。以变压器应用于开关电源为例，若变压器发生了磁饱和，轻则使元器件过热，重则损坏元器件。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供变压器磁饱和处理方法、装置、系统及电器设备，旨在对变压器磁饱和进行监控处理，以保护整体系统的安全运行。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，

本申请提供一种变压器磁饱和处理方法，所述方法包括：

获取变压器的原边电参数和副边电参数，其中，所述原边电参数和所述副边电参数属于同一类型；

根据所述原边电参数和所述副边电参数判断所述变压器是否磁饱和，若是，则执行预设磁饱和处理策略。

进一步地，所述原边电参数和所述副边电参数为电流，或者，所述原边电参数和所述副边电参数为电压，或者，所述原边电参数和所述副边电参数为功率。

进一步地，所述根据所述原边电参数和所述副边电参数判断所述变压器是否磁饱和，包括：

若所述原边电参数和所述副边电参数之间的比值落入预设磁饱和范围区间，则判断出所述变压器磁饱和。

进一步地，所述执行预设磁饱和处理策略，包括：

先予执行降低输出功率措施，并判断所述比值是否仍落入所述磁饱和范围区间，若仍为是，则将所述变压器的原边输入断开。

进一步地，所述降低输出功率措施，包括：

在所述变压器的副边输出串入设定电阻，或者，降低所述变压器的原边占空比。

第二方面，

本申请提供一种变压器磁饱和处理装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取变压器的原边电参数和副边电参数，其中，所述原边电参数和所述副边电参数属于同一类型；

判断处理模块，用于根据所述原边电参数和所述副边电参数判断所述变压器是否磁饱和，若是，则执行预设磁饱和处理策略。

第三方面，

本申请提供一种变压器磁饱和处理系统，包括：

变压器；

第一电参数检测模块，用于检测所述变压器的原边电参数；

第二电参数检测模块，用于检测所述变压器的副边电参数；

第一开关器件，所述第一开关器件的通断端与所述变压器的原边形成串联；

通路配置模块，与所述变压器的副边形成串联，所述通路配置模块能被配置形成短路通路，或者，有电阻通路；

控制器，分别与所述第一电参数检测模块、所述第二电参数检测模块、所述第一开关器件的控制端和所述通路配置模块的控制端连接，所述控制器用以执行上述任一项所述的方法。

进一步地，所述通路配置模块，包括：

第二开关器件和电阻，其中，所述第二开关器件的通断端与所述电阻形成并联电路，所述并联电路与所述变压器的副边形成串联，所述第二开关器件的控制端与所述控制器。

进一步地，所述第一电参数检测模块和第二电参数检测模块为电流检测元件，和/或，电压检测元件。

进一步地，所述第一开关器件和所述第二开关器件采用MOS管、继电器或者三极管。

第四方面，

本申请提供一种具有变压器的电器设备，包括：如上述任一项所述的变压器磁饱和处理系统。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请通过获取变压器的原边电参数和副边电参数，以此判断变压器是否磁饱和，若是，则执行预设磁饱和处理策略，从而实现对变压器磁饱和进行监控处理，避免磁饱和导致的危害发生，进而保护整体系统的安全运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种变压器磁饱和处理方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种变压器磁饱和处理装置的框图结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种变压器磁饱和处理系统的结构示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种通路配置模块的结构示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种具有变压器的电器设备的框图结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

请参阅图1，图1是根据一示例性实施例示出的一种变压器磁饱和处理方法的流程图，如图1所示，该变压器磁饱和处理方法包括如下步骤：

步骤S101、获取变压器的原边电参数和副边电参数，其中，原边电参数和副边电参数属于同一类型；

步骤S102、根据原边电参数和副边电参数判断变压器是否磁饱和，若是，则执行预设磁饱和处理策略。

具体的，在变压器正常运行时，即没有出现磁饱和现象，变压器变压输出过程中，原边电参数和副边电参数属于同一类型情况下，变压器的原边电参数和副边电参数两者之间保持稳定的比例关系。而当变压器出现磁饱和现象时，变压器的原边电参数和副边电参数两者之间原先稳定的比例关系被打破，据此，可以变压器变压输出过程中，根据变压器的原边电参数和副边电参数两者来判断变压器是否磁饱和，若判断出变压器磁饱和，则执行预设的磁饱和处理策略，来避免磁饱和导致的危害发生。

通过该方法，可实现对变压器磁饱和进行实时监控处理，避免磁饱和导致的危害发生，进而保护整体系统的安全运行。

在一个实施例中，原边电参数和副边电参数为电流，或者，原边电参数和副边电参数为电压，或者，原边电参数和副边电参数为功率。

具体的，变压器没有出现磁饱和现象的情况下，变压器变压输出过程中，原边电流和副边电流之间、原边电压和副边电压之间、原边功率和副边功率之间均保持稳定的比例关系，而当变压器出现磁饱和现象时，原边电流和副边电流之间、原边电压和副边电压之间、原边功率和副边功率之间原先稳定的比例关系被打破。在实际应用中，可以选择电流、电压和功率中的任一者，均可实现本申请的目的。

在一个实施例中，根据原边电参数和副边电参数判断变压器是否磁饱和，包括：

若原边电参数和副边电参数之间的比值落入预设磁饱和范围区间，则判断出变压器磁饱和。

具体的，原边电参数和副边电参数之间的比值，可以是原边电参数除以副边电参数得到的比值，也可以是副边电参数除以原边电参数得到的比值，可根据上述得到比值的方式来确定对应的磁饱和范围区间。以原边电参数和副边电参数选用电流为例，当原边电流过大时，变压器原边产生的磁通量可能达到极限，这时候电流再增加，磁通量将会变化很缓慢，甚至不改变，多余的能量将会引起原边发热。进一步地，以原边电参数除以副边电参数得到的比值为例，变压器磁饱和时，随着原边电流的增大，原边电参数除以副边电参数得到的比值也会不断增大，因而，相对应的磁饱和范围区间应该是大于或等于一个预设阈值，当原边电参数除以副边电参数得到的比值增加落入该磁饱和范围区间时，即判断出变压器出现磁饱和，需要执行预设磁饱和处理策略，来避免磁饱和导致的危害发生。

在一个实施例中，执行预设磁饱和处理策略，包括：

先予执行降低输出功率措施，并判断比值是否仍落入磁饱和范围区间，若仍为是，则将变压器的原边输入断开。

具体的，该具体策略方案实现层级控制，当原边电参数和副边电参数之间的比值落入预设磁饱和范围区间时，先予执行降低输出功率措施，实现采取一级措施，降低变压器的输出功率，若该一级措施未起到效果，即原边电参数和副边电参数之间的比值仍落在预设磁饱和范围区间，说明原边电流输入非常大，则采取二级措施，将变压器的原边输入断开，关闭整个系统，保证整个系统的安全。

在一个实施例中，降低输出功率措施，包括：

在变压器的副边输出串入设定电阻，或者，降低变压器的原边占空比。

具体的，实际应用中，该设定电阻可以是常态下被短路，变压器未出现磁饱和时，变压器变压输出过程中，变压器的副边输出通过短路绕过该设定电阻，而在变压器出现磁饱和时，可以控制该短路断开(比如，该短路上设置有电子开关控制器通断)，让该设定电阻串入变压器的副边输出，这样副边输出电流降低，进而降低输出功率。或者，通过降低原边占空比，来降低原边电压，使得副边电压也会有所降低，进而降低输出功率。

请参阅图2，图2是根据一示例性实施例示出的一种变压器磁饱和处理装置的框图结构示意图，如图2所示，该变压器磁饱和处理装置2包括：

获取模块201，用于获取变压器的原边电参数和副边电参数，其中，原边电参数和副边电参数属于同一类型；

判断处理模块202，用于根据原边电参数和副边电参数判断变压器是否磁饱和，若是，则执行预设磁饱和处理策略。

进一步地，原边电参数和副边电参数为电流，或者，原边电参数和副边电参数为电压，或者，原边电参数和副边电参数为功率。

进一步地，根据原边电参数和副边电参数判断变压器是否磁饱和，包括：

若原边电参数和副边电参数之间的比值落入预设磁饱和范围区间，则判断出变压器磁饱和。

进一步地，执行预设磁饱和处理策略，包括：

先予执行降低输出功率措施，并判断比值是否仍落入磁饱和范围区间，若仍为是，则将变压器的原边输入断开。

进一步地，降低输出功率措施，包括：

在变压器的副边输出串入设定电阻，或者，降低变压器的原边占空比。

关于上述实施例中的变压器磁饱和处理装置2，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

请参阅图3，图3是根据一示例性实施例示出的一种变压器磁饱和处理系统的结构示意图，如图3所示，该变压器磁饱和处理系统3包括：

变压器301；

第一电参数检测模块302，用于检测变压器301的原边电参数；

第二电参数检测模块303，用于检测变压器301的副边电参数；

第一开关器件304，第一开关器件304的通断端与变压器301的原边形成串联；

通路配置模块305，与变压器301的副边形成串联，通路配置模块305能被配置形成短路通路，或者，有电阻通路；

控制器306，分别与第一电参数检测模块302、第二电参数检测模块303、第一开关器件304的控制端和通路配置模块305的控制端连接，控制器306用以执行上述任一项的方法。

具体的，第一电参数检测模块302和第二电参数检测模块303可以为电流检测元件，和/或，电压检测元件。

第一开关器件304，可以采用MOS管、继电器或者三极管等开关器件，通过该第一开关器件304，可以实现断开变压器301的原边输入，也可以通过第一开关器件304的驱动控制，改变原边占空比。第一开关器件304驱动占空比变大，变压器301原边开通时间越长，原边电压越大，副边电压也越大。

控制器306可对通路配置模块305进行通路配置，将通路配置模块305配置形成短路通路，或者，有电阻通路。实际应用中，正常情况下，变压器301不出现磁饱和，变压器301变压输出过程中，控制器306将通路配置模块305配置形成短路通路，使变压器301的副边通过该短路通路输出，而在变压器301出现磁饱和时，控制器306将通路配置模块305配置形成有电阻通路，将电阻串入变压器301的副边输出，这样副边输出电流降低，进而降低输出功率。

关于上述实施例中的控制器306，其程序的具体方式已经在上述有关方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

请参阅图4，图4是根据一示例性实施例示出的一种通路配置模块的结构示意图，如图4所示，该通路配置模块305包括：

第二开关器件305a和电阻305b，其中，第二开关器件305a的通断端与电阻305b形成并联电路，并联电路与变压器301的副边形成串联，第二开关器件305a的控制端与控制器306。

同样地，第二开关器件305a也可以采用MOS管、继电器或者三极管等开关器件。第二开关器件305a的通断端与电阻305b形成并联电路，通过该并联电路实现在变压器301的副边输出串入设定电阻305b，实际应用中，第二开关器件305a的通断端可以为常态关，或者，为被控制器306控制为关，这样定电阻305b可以是常态下被短路，变压器301未出现磁饱和时，变压器301变压输出过程中，变压器301的副边输出通过第二开关器件305a的通断端闭合形成的短路绕过该电阻305b，而在变压器301出现磁饱和时，控制器306控制第二开关器件305a的通断端断开，实现该短路断开，让该电阻305b串入变压器301的副边输出，这样副边输出电流降低，进而降低输出功率。

在实际应用中，通路配置模块305也可以通过两个开关器件和一个电阻实现，其中，一个开关器件与电阻形成串联电路，然后该串联电路再与另一个开关器件形成并联，该两个开关器件中，其中一个打开状态时，另一个为闭合状态，实现通路配置模块中两个线路每次只能有一个导通。

请参阅图5，图5是根据一示例性实施例示出的一种具有变压器的电器设备的框图结构示意图，如图5所示，该具有变压器的电器设备5包括：

如上述任一项的变压器磁饱和处理系统3。

关于上述实施例中的具有变压器的电器设备5，可以是一个独立的开关电源产品，或者，也可以是其他需要使用变压器的设备，比如，各种集成有变压器的家用电器。

关于上述实施例中的具有变压器的电器设备4，其变压器磁饱和处理，来避免磁饱和导致的危害发生，保护整体系统的安全运行，相关具体方式已经在上述有关方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。

应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种变压器磁饱和处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取变压器的原边电参数和副边电参数，其中，所述原边电参数和所述副边电参数属于同一类型；

根据所述原边电参数和所述副边电参数判断所述变压器是否磁饱和，若是，则执行预设磁饱和处理策略，具体包括：若所述原边电参数和所述副边电参数之间的比值落入预设磁饱和范围区间，则判断出所述变压器磁饱和，先予执行降低输出功率措施，并判断所述比值是否仍落入所述磁饱和范围区间，若仍为是，则将所述变压器的原边输入断开。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原边电参数和所述副边电参数为电流，或者，所述原边电参数和所述副边电参数为电压，或者，所述原边电参数和所述副边电参数为功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降低输出功率措施，包括：

在所述变压器的副边输出串入设定电阻，或者，降低所述变压器的原边占空比。

4.一种变压器磁饱和处理装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取变压器的原边电参数和副边电参数，其中，所述原边电参数和所述副边电参数属于同一类型；

判断处理模块，用于根据所述原边电参数和所述副边电参数判断所述变压器是否磁饱和，若是，则执行预设磁饱和处理策略；

所述判断处理模块，具体用于若所述原边电参数和所述副边电参数之间的比值落入预设磁饱和范围区间，则判断出所述变压器磁饱和，先予执行降低输出功率措施，并判断所述比值是否仍落入所述磁饱和范围区间，若仍为是，则将所述变压器的原边输入断开。

5.一种变压器磁饱和处理系统，其特征在于，包括：

变压器；

第一电参数检测模块，用于检测所述变压器的原边电参数；

第二电参数检测模块，用于检测所述变压器的副边电参数；

第一开关器件，所述第一开关器件的通断端与所述变压器的原边形成串联；

通路配置模块，与所述变压器的副边形成串联，所述通路配置模块能被配置形成短路通路，或者，有电阻通路；

控制器，分别与所述第一电参数检测模块、所述第二电参数检测模块、所述第一开关器件的控制端和所述通路配置模块的控制端连接，所述控制器用以执行权利要求1-3任一项所述的方法。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述通路配置模块，包括：

第二开关器件和电阻，其中，所述第二开关器件的通断端与所述电阻形成并联电路，所述并联电路与所述变压器的副边形成串联，所述第二开关器件的控制端与所述控制器。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一电参数检测模块和第二电参数检测模块为电流检测元件，和/或，电压检测元件。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一开关器件和所述第二开关器件采用MOS管、继电器或者三极管。

9.一种具有变压器的电器设备，其特征在于，包括：如权利要求5-8任一项所述的系统。

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