WO2015074430A1 - 一种igbt的数字控制方法及系统 - Google Patents

一种igbt的数字控制方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
WO2015074430A1
WO2015074430A1 PCT/CN2014/082617 CN2014082617W WO2015074430A1 WO 2015074430 A1 WO2015074430 A1 WO 2015074430A1 CN 2014082617 W CN2014082617 W CN 2014082617W WO 2015074430 A1 WO2015074430 A1 WO 2015074430A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
igbt
controller
driving device
control
output current
Prior art date
Application number
PCT/CN2014/082617
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
高凡
Original Assignee
西安永电电气有限责任公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 西安永电电气有限责任公司 filed Critical 西安永电电气有限责任公司
Publication of WO2015074430A1 publication Critical patent/WO2015074430A1/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/1563—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators without using an external clock

Definitions

  • the present invention relates to a control method, and more particularly to a digital control method and system for an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • MOSFET metal-oxide-semiconductor-field-effect transistors
  • bipolar devices with high input impedance, voltage control, and input drive power.
  • IGBT modules there are more and more control methods for IGBT modules. Since the IGBT operates only in the on or off mode, it is particularly suitable for digital control and driving.
  • the switching frequency of the IGBT is also affected by the parasitic resistance ESR and inductance of the capacitor: Due to the difference in temperature and manufacturing process, the ESR and the equivalent inductance ESL have large tolerances, so that the IGBT frequency is in a wide range. Internal change; When the ESR increases, the IGBT switching frequency will also increase, which not only causes the IGBT loss to become large, but also reduces the system efficiency. In view of the above reasons, it is necessary to design a digital control method and system for IGBT, and use the digital controller to realize the intelligent startup and shutdown of the IGBT to solve the problem of slow dynamic response, improve the system response speed, and further improve the system. Reliability and stability.
  • the invention provides a digital control method for an IGBT, which comprises the following steps:
  • the controller separately obtains an inductor current iL(t), an output current io(t), and an output voltage vo(t) in the hysteresis current circuit, and according to the output voltage preset value Ve, and the io(t) and Vo(t), calculate the expected value of the output current Io(t);
  • the controller sends a control instruction to the driving device according to the relationship between the iL(t), Io(t) and ⁇ , and the driving device controls the turning on or off of the IGBT according to the control command.
  • the controller respectively compares the relationship between iL(t) and Io(t)-0.5 AI and Io(t)+0.5 ⁇ I to send a control command to the IGBT: when iL( t) ⁇ Io(t) ⁇ 0.5 ⁇ I, transmitting an instruction to control the IGBT to be turned on to the driving device; when iL(t) > Io(t)+0.5 A l, transmitting control to the driving device The IGBT cut-off command; when Io(t) - 0.5 ⁇ ⁇ ⁇ iL(t) ⁇ Io(t) + 0.5 ⁇ , transmitting to the driving device to control the on or off state before the IGBT is held Instructions.
  • the step S2 and the step S3 further include: preset output current threshold, the controller compares io(t) and the output current threshold in real time, when the io(t) is smaller than the output current threshold, The controller sets the adjustment factor kl.
  • the invention provides a digital control system for an IGBT, comprising a hysteresis current circuit, a controller and a driving device, wherein the controller is respectively connected to the hysteresis current circuit and a driving device, and the driving device is connected to the hysteresis current circuit ;
  • the driving device is configured to control on or off of the IGBT in the hysteresis current circuit according to an instruction of the controller.
  • the controller includes: an instruction generating subunit;
  • the instruction generation subunit is configured to respectively compare a relationship of iL(t) with Io(t)-0.5 ⁇ ⁇ and Io(t)+0.5 ⁇ ⁇ to send a control instruction to the IGBT: when iL(t) Io( When t)-0.5 A l, sending an instruction to control the IGBT to be turned on to the driving device; when iL(t) > Io(t)+0.5 A l, transmitting, to the driving device, controlling the IGBT to be turned off An instruction; when Io(t) - 0.5 ⁇ I ⁇ iL(t) ⁇ Io(t) + 0.5 ⁇ I, an instruction to control an on or off state before the IGBT is held is transmitted to the driving device.
  • the controller further includes: an adjustment factor subunit;
  • the adjustment factor subunit is configured to preset an output current threshold, and the controller compares io(t) and the output current threshold in real time. When the io(t) is smaller than the output current threshold, the controller sets an adjustment factor kl. .
  • the hysteresis width of the current is set in the current hysteresis circuit, and the on and off of the IGBT are controlled according to the upper and lower limits of the current variation, thereby realizing the digitization of the IGBT control. Therefore, the response hysteresis caused by the characteristics of the capacitor or the inductor itself is avoided, the load response speed is increased, and the system control accuracy can be improved.
  • the switching frequency of the IGBT is controlled within an appropriate range, thereby reducing the power loss of the high-frequency power switching circuit.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional hysteresis voltage control mode circuit structure
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a working waveform of a conventional hysteresis voltage control mode
  • FIG. 3 is a flow chart of a digital control method for an IGBT according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic circuit diagram of a digital control method for an IGBT provided by the present invention
  • FIG. 5 is a digital control method for an IGBT provided by the present invention. Schematic diagram of the operating mode of the hysteresis current control mode
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a digital control system of an IGBT according to a preferred embodiment of the present invention. detailed description
  • Figure 1 shows the structure of the traditional hysteresis voltage control mode circuit structure
  • Figure 2 shows the traditional Schematic diagram of the operating waveform of the hysteresis voltage control mode.
  • FIG. 3 is a flow chart of a digital control method for an IGBT according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a digital control method for an IGBT according to the present invention.
  • the digital control method of the IGBT provided by the preferred embodiment of the present invention includes steps S1 to S3.
  • Step SI The controller separately obtains an inductor current iL(t), an output current io(t), and an output voltage vo(t) in the hysteresis current circuit, and presets a value Ve according to the output voltage, and the io(t) And vo(t), calculate the expected value of the output current Io(t).
  • the controller is respectively connected with a hysteresis current circuit and a driving device, and the driving device is connected with the hysteresis current circuit.
  • the k is a positive number, and the actual value is dynamically adjusted by the controller.
  • Step S3 The controller sends a control command to the driving device according to the relationship between the iL(t), Io(t) and ⁇ , and the driving device controls the turning on or off of the IGBT according to the control command.
  • the driving device controls the IGBT to be turned on or off by comparing the relationship between iL(t) and Io(t) ⁇ 0.5 ⁇ I and Io(t)+0.5 ⁇ I to the IGBT.
  • the drive device transmits an instruction to control the on or off state of the IGBT before it is held.
  • the output current threshold is preset.
  • the output current threshold may be set by the user according to actual conditions, and the invention is not limited thereto.
  • the controller compares io(t) with the output current threshold in real time, and when the io(t) is less than the output current threshold, the controller sets the adjustment factor k1.
  • Fig. 5 is a schematic view showing the operation mode of the hysteresis current control mode of the digital control method of the IGBT provided by the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a digital control system of an IGBT according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the digital control system of the IGBT according to the preferred embodiment of the present invention includes a hysteresis current circuit 1, a controller 2, and a driving device 3.
  • the controller 2 is connected to the hysteresis current circuit 1 and the driving, respectively.
  • the device 3 is connected to the hysteresis current circuit 1.
  • the ⁇ relationship sends a control command to the drive.
  • the driving device 3 is configured to control the on or off of the IGBT in the hysteresis current circuit according to the instruction of the controller 2.
  • the controller 2 includes: an instruction generation subunit.
  • the instruction generating subunit is configured to respectively compare a relationship of iL(t) with Io(t)-0.5 ⁇ ⁇ and Io(t)+0.5 ⁇ ⁇ to send a control instruction to the IGBT: when iL(t) ⁇ Io (t) -0.5 ⁇ I, sent to the driving device Sending an instruction to control the IGBT to be turned on; when iL(t) > Io(t) + 0.5 ⁇ I, transmitting an instruction to control the IGBT to turn off to the driving device; when Io(t) - 0.5 ⁇ I ⁇ iL (t) ⁇ Io(t) + 0.5 ⁇ I, a command for controlling the on or off state before the IGBT is held is transmitted to the drive device.
  • the controller 2 may further include: an adjustment factor subunit for presetting the output current threshold, the controller comparing the io(t) and the output current threshold in real time, when the io(t) is smaller than the output When the current is wide, the controller sets the adjustment factor kl.
  • the driving device controls the turn-on and turn-off of the IGBT according to the linear change of the current, thereby realizing the intelligent control of the IGBT. Therefore, the problem of voltage response hysteresis caused by capacitance or inductance is avoided, the system control precision is improved, and the load response speed is increased.
  • the switching frequency of the IGBT can be controlled within a reasonable range, which greatly reduces the power loss of the IGBT under the switching state, thereby ensuring the accuracy and reliability of the IGBT control system. And stability.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

一种IGBT的数字控制方法及系统。其方法包括以下步骤：S1、控制器分别获取滞环电流电路中的电感电流iL（t）、输出电流io（t）及输出电压vo（t），并根据输出电压预设值Ve，以及所述io（t）和vo（t），计算输出电流期望值Io（t）。S2、所述控制器设置滞环宽度ΔI=kIo（t），其中k为调整因数。S3、所述控制器根据所述iL（t）、Io（t）及ΔΙ的关系向驱动装置发送控制指令，驱动装置根据所述控制指令控制IGBT的导通或截止。

Description

一种 IGBT的数字控制方法及系统
本申请要求于 2013 年 11 月 20 日提交中国专利局、 申请号为 201310593384.8 , 发明名称为"一种 IGBT的数字控制方法及系统"的中国专利 申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及一种控制方法， 尤其涉及一种 IGBT (绝缘栅双极晶体管）的数 字控制方法及系统。
背景技术
IGBT (绝缘栅双极晶体管)是新型功率器件， 它集合了功率 MOSFET (金 属 -氧化层-半导体-场效晶体管）与双极型器件的双重优点， 具有输入阻抗高、 电压控制、 输入驱动功耗低、 导通电阻小、 控制电路简单、 耐高压、 承受电流 容量大、开关速度快等特性， 已经在交流电机、 变频器、开关电源、 照明电路、 牵引传动等领域得到了广泛应用。 随着 IGBT模块应用的场合越来越广泛， 关于 IGBT模块的控制方法也越 来越多。 由于 IGBT仅工作于导通或截止方式， 因此特别适合于数字控制及驱 动。 在实际应用中， 即便是模拟 PID (比例、 积分、 微分控制）闭环， 也必须将 最终的控制输出转换为数字电平。 因此， 在 IGBT的控制中， 釆用数字控制技 术明显优于模拟控制技术。 对于 IGBT来说， 如何控制其开关是整个控制系统的核心。 目前常用的控 制策略是釆用电压模式控制，但由于受到电路中电容或电感寄生电阻变化的影 响，使得电压模式的控制方法对于输入电压变化的动态响应较慢， 这将导致整 个电路控制系统精度较低。同时， IGBT的开关频率也受到电容的寄生电阻 ESR 及电感的影响： 由于温度以及制造工艺的不同， 导致 ESR和等效电感 ESL有 较大的容差， 从而使得 IGBT频率在一个较宽的范围内变化； 而当 ESR增大 时， IGBT开关频率也将随之增大， 这样不仅导致 IGBT损耗变大， 也降低了 系统效率。 鉴于上述原因， 需要设计一种 IGBT的数字控制方法及系统， 利用数字控 制器实现 IGBT启动和关断的智能化， 以解决动态响应较慢的问题， 提高系统 响应速度， 同时能进一步提高系统的可靠性和稳定性。
发明内容
本发明提供一种 IGBT的数字控制方法， 其特征在于， 包括以下步骤：
51、控制器分别获取滞环电流电路中的电感电流 iL(t)、输出电流 io(t)及输 出电压 vo(t)， 并根据输出电压预设值 Ve， 以及所述 io(t)和 vo(t)， 计算输出电 流期望值 Io(t);
52、 所述控制器设置滞环宽度 A l=kIo(t)， 其中 k为调整因数；
S3、 所述控制器根据所述 iL(t)、 Io(t)及 Δ Ι的关系向驱动装置发送控制指 令， 驱动装置根据所述控制指令控制 IGBT的导通或截止。
优选地， 在所述步骤 S3 中， 所述控制器分别比较 iL(t)与 Io(t)-0.5 A I及 Io(t)+0.5△ I的关系向所述 IGBT发送控制指令： 当 iL(t) < Io(t)-0.5△ I时， 向所 述驱动装置发送控制所述 IGBT导通的指令； iL(t) > Io(t)+0.5 A l时， 向所述驱 动装置发送控制所述 IGBT截止的指令；当 Io(t)-0.5 Δ Ι < iL(t) < Io(t)+0.5 Δ Ι时， 向所述驱动装置发送控制所述 IGBT保持之前的导通或截止状态的指令。
优选地， 所述步骤 S2及步骤 S3之间还包括： 预设输出电流阔值，控制器 实时比较 io(t)与输出电流阔值， 当所述 io(t)小于输出电流阔值时， 控制器设置 调整因数 k l。
优选地， 所述输出电流期望值的计算公式为 Io(t)=Ve io(t)/ vo(t)。
本发明提供一种 IGBT的数字控制系统， 包括滞环电流电路、 控制器及驱 动装置， 所述控制器分别连接所述滞环电流电路及驱动装置， 所述驱动装置连 接所述滞环电流电路；
所述控制器，用于分别获取滞环电流电路中的电感电流 iL(t)、输出电流 io(t) 及输出电压 vo(t)， 并根据输出电压预设值 Ve， 以及所述 io(t)和 vo(t)， 计算输 出电流期望值 Io(t)， 还用于设置滞环宽度 A l=k Io(t); 根据所述 iL(t)、 Io(t)及 Δ Ι的关系向驱动装置发送控制指令；
所述驱动装置， 用于根据所述控制器的指令， 控制滞环电流电路中 IGBT 的导通或截止。 优选地， 所述控制器包括： 指令生成子单元；
所述指令生成子单元， 用于分别比较 iL(t)与 Io(t)-0.5 Δ Ι及 Io(t)+0.5 Δ Ι的 关系向所述 IGBT发送控制指令： 当 iL(t) Io(t)-0.5 A l时， 向所述驱动装置发 送控制所述 IGBT导通的指令； iL(t) > Io(t)+0.5 A l时， 向所述驱动装置发送控 制所述 IGBT截止的指令； 当 Io(t)-0.5 Δ I < iL(t) < Io(t)+0.5△ I时， 向所述驱动 装置发送控制所述 IGBT保持之前的导通或截止状态的指令。
优选地， 所述控制器还包括： 调整因数子单元；
所述调整因数子单元， 用于预设输出电流阔值，控制器实时比较 io(t)与输 出电流阔值， 当所述 io(t)小于输出电流阔值时， 控制器设置调整因数 k l。
优选地， 所述输出电流期望值的计算公式为 Io(t)=Ve io(t)/ vo(t)。
根据本发明提供的 IGBT的数字控制方法及系统，在电流滞环电路中设置 电流的滞环宽度， 并根据电流的变化上下限值控制 IGBT的导通和截止， 实现 了 IGBT控制的数字化。从而避免了因为电容或电感自身特性导致的响应迟滞 现象， 加大了负载响应速度的同时， 又可以提高系统控制精度。 而通过对滞环 宽度的设置， 将 IGBT的开关频率控制在适当范围内， 从而降低了高频功率开 关电路的功率损耗。
附图说明
图 1是传统的滞环电压控制模式电路结构原理图；
图 2是传统的滞环电压控制模式工作波形示意图；
图 3是本发明较佳实施例提供的 IGBT的数字控制方法流程图； 图 4是本发明提供的 IGBT的数字控制方法的电路结构原理图； 图 5是本发明提供的 IGBT的数字控制方法的滞环电流控制模式工作波型 示意图；
图 6是本发明较佳实施例提供的 IGBT的数字控制系统结构示意图。 具体实施方式
为更好的理解本发明， 首先对现有技术中的 IGBT 电压控制模式进行说 明。
图 1所示是传统的滞环电压控制模式电路结构原理图， 图 2所示是传统的 滞环电压控制模式工作波形示意图。
结合图 1 及图 2， 当滞环电压控制模式的电路处于稳态时， 若 IGBT导 通， 则电感 L上的电流 iL线性增加， Vo增大。 若输出电压平均值为预设的基 准参考电压 Vref， 则当 Vo等于滞环上限 Vref+Vh时， IGBT截止。 此时电感 电流 iL线性减小， Vo降低。 当 Vo降低到滞环下限 Vref-Vh时， IGBT导通。
在上述通过电压控制的 IGBT工作模式中， 由于受到电感及电容等因素的 影响， 对输入电压及输出负载的变化的响应较慢； 而且由于 IGBT的频率的变 化范围较大， 容易导致 IGBT损耗过大。
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 需要说明的是， 在 不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图 3是本发明较佳实施例提供的 IGBT的数字控制方法流程图， 图 4是本 发明提供的 IGBT的数字控制方法的电路结构原理图。
如图 3 所示， 本发明较佳实施例提供的 IGBT的数字控制方法包括步骤 S1~S3。
步骤 SI : 控制器分别获取滞环电流电路中的电感电流 iL(t)、 输出电流 io(t)及输出电压 vo(t)， 并根据输出电压预设值 Ve， 以及所述 io(t)和 vo(t)， 计 算输出电流期望值 Io(t)。
如图 4所示， 本发明提供的 IGBT的数字控制方法的电路结构原理图中， 控制器分别连接滞环电流电路及驱动装置， 驱动装置连接滞环电流电路。
于本实施例中， 输出电流期望值 Io(t)的计算公式为 Io(t)=Ve io(t)/ vo(t)。 步骤 S2: 所述控制器设置滞环宽度 A l=kIo(t)， 其中 k为调整因数。
于此， 所述 k为正数， 并由控制器动态调整其实际数值。
步骤 S3: 所述控制器根据所述 iL(t)、 Io(t)及 Δ Ι的关系向驱动装置发送控 制指令， 驱动装置根据所述控制指令控制 IGBT的导通或截止。
具体而言， 所述驱动装置控制所述 IGBT导通或截止的方式为， 分别比较 iL(t)与 Io(t)-0.5 Δ I及 Io(t)+0.5△ I的关系向所述 IGBT发送控制指令： 当 iL(t) < Ιο(1)-0.5 Δ ΐ 时， 向所述驱动装置发送控制所述 IGBT 导通的指令； iL(t) > Io(t)+0.5 A I时， 向所述驱动装置发送控制所述 IGBT截止的指令； 当 Io(t)-0.5 Δ I < iL(t) < Io(t)+0.5△ I时， 向所述驱动装置发送控制所述 IGBT保持之前的 导通或截止状态的指令。
本实施例中， 考虑到负载较轻， 即 io(t)较小时， 有可能出现 Io(t)-0.5 Δ 1<0的情况， 预设了输出电流阔值。 所述输出电流阔值可由用户根据实际情况 进行设定， 对此本发明并不作限定。 控制器实时比较 io(t)与输出电流阔值， 当所述 io(t)小于输出电流阔值时， 所述控制器设置调整因数 k 1。
图 5所示是本发明提供的 IGBT的数字控制方法的滞环电流控制模式工作 波型示意图。
如图 5所示， 电感 L上的电流 iL(t)呈线性变化， 若 iL(t)从 Io(t)-0.5 Δ Ι增 加到 Io(t)+0.5 A I时耗费的时间为 tl,iL(t)从 Io(t)+0.5 A I下降到 Io(t)-0.5 A I时 耗费的时间为 t2， 则 tl与 t2相等。 那么在 tl+t2时间内， 可得知电感上的平 均电流 iL(t)等于 Io(t)。 在较长时间的电流变化过程中， 可以认为电流 iL(t)稳 定于 Io(t)， 从而得到稳定的输出电压 Ve= Io(t)RL(t)。
图 6所示是本发明较佳实施例提供的 IGBT的数字控制系统结构示意图。 如图 6所示， 本发明较佳实施例提供的 IGBT的数字控制系统包括滞环电流电 路 1、 控制器 2及驱动装置 3， 所述控制器 2分别连接所述滞环电流电路 1及 驱动装置 3， 所述驱动装置 3连接所述滞环电流电路 1。 所述控制器 2， 用于 分别获取滞环电流电路 1 中的电感电流 iL(t)、 输出电流 io(t)及输出电压 vo(t), 并根据输出电压预设值 Ve， 以及所述 io(t)和 vo(t)， 计算输出电流期望 值 Io(t)， 还用于设置滞环宽度 A l=k Io(t)， 并根据所述 iL(t)、 Io(t)及 Δ Ι的关系 向驱动装置发送控制指令。 其中， 输出电流期望值的计算公式可以为 Io(t)=Ve io(t)/ vo(t)。 所述驱动装置 3， 用于根据所述控制器 2的指令， 控制滞环电流电 路中 IGBT的导通或截止。
其中， 在所述控制器 2中包括： 指令生成子单元。
所述指令生成子单元， 用于分别比较 iL(t)与 Io(t)-0.5 Δ Ι及 Io(t)+0.5 Δ Ι的 关系向所述 IGBT发送控制指令： 当 iL(t) < Io(t)-0.5△ I时， 向所述驱动装置发 送控制所述 IGBT导通的指令； iL(t) > Io(t)+0.5△ I时， 向所述驱动装置发送控 制所述 IGBT截止的指令； 当 Io(t)-0.5 Δ I < iL(t) < Io(t)+0.5△ I时， 向所述驱动 装置发送控制所述 IGBT保持之前的导通或截止状态的指令。
而在所述控制器 2中， 还可以包括： 调整因数子单元， 用于预设输出电流 阔值，控制器实时比较 io(t)与输出电流阔值，当所述 io(t)小于输出电流阔值时， 控制器设置调整因数 k l。
关于上述系统的操作流程同上述方法所述， 故于此不再赘述。
综上所述， 根据本发明提供的 IGBT的数字控制方法及系统， 由驱动装置 才艮据电流的线性变化来控制 IGBT 的导通和截止， 实现了 IGBT控制的智能 化。 因此， 避免了电容或电感造成的电压响应迟滞的问题， 提高了系统控制 精度， 加大了负载响应速度。 同时， 通过控制器对滞环宽度的动态控制， 能 够将 IGBT的开关频率控制在合理的范围内， 大大降低了 IGBT在开关状态下 的功率损耗， 从而保证了 IGBT控制系统的精确性、 可靠性和稳定性。
对所公开的实施例的上述说明， 使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的， 本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况 下， 在其它实施例中实现。 因此， 本发明将不会被限制于本文所示的实施 例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 对所 公开的实施例的上述说明， 使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本 文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它 实施例中实现。 因此， 本发明将不会被限制于本文所示的实施例， 而是要符 合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

权 利 要 求
1、 一种 IGBT的数字控制方法， 其特征在于， 包括以下步骤：
51、控制器分别获取滞环电流电路中的电感电流 iL(t)、输出电流 io(t)及输 出电压 vo(t)， 并根据输出电压预设值 Ve， 以及所述 io(t)和 vo(t)， 计算输出电 流期望值 Io(t);
52、 所述控制器设置滞环宽度 A l=kIo(t)， 其中 k为调整因数；
53、 所述控制器根据所述 iL(t)、 Io(t)及 Δ Ι的关系向驱动装置发送控制指 令， 驱动装置根据所述控制指令控制 IGBT的导通或截止。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤 S3中， 所述控 制器分别比较 iL(t)与 Io(t)-0.5 Δ I及 Io(t)+0.5△ I的关系向所述 IGBT发送控制 指令： 当 iL(t) Io(t)-0.5 A l时， 向所述驱动装置发送控制所述 IGBT导通的指 令； iL(t) > Io(t)+0.5 A l时， 向所述驱动装置发送控制所述 IGBT截止的指令； 当 Io(t)-0.5 Δ I < iL(t) < Io(t)+0.5△ I时， 向所述驱动装置发送控制所述 IGBT保 持之前的导通或截止状态的指令。
3、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 S2及步骤 S3之 间还包括： 预设输出电流阔值， 控制器实时比较 io(t)与输出电流阔值， 当所述 io(t)小于输出电流阔值时， 控制器设置调整因数 k 1。
4、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述输出电流期望值的计 算公式为 Io(t)=Ve io(t)/ vo(t)。
5、 一种 IGBT的数字控制系统， 其特征在于， 包括滞环电流电路、 控制 器及驱动装置， 所述控制器分别连接所述滞环电流电路及驱动装置， 所述驱动 装置连接所述滞环电流电路，
所述控制器，用于分别获取滞环电流电路中的电感电流 iL(t)、输出电流 io(t) 及输出电压 vo(t)， 并根据输出电压预设值 Ve， 以及所述 io(t)和 vo(t)， 计算输 出电流期望值 Io(t)， 还用于设置滞环宽度 A l=k Io(t); 根据所述 iL(t)、 Io(t)及
Δ Ι的关系向驱动装置发送控制指令；
所述驱动装置， 用于根据所述控制器的指令， 控制滞环电流电路中 IGBT 的导通或截止。
6、 根据权利要求 5所述的系统， 其特征在于， 所述控制器包括： 指令生 成子单元；
所述指令生成子单元， 用于分别比较 iL(t)与 Io(t)-0.5 ΔΙ及 Io(t)+0.5 ΔΙ的 关系向所述 IGBT发送控制指令： 当 iL(t) Io(t)-0.5Al时， 向所述驱动装置发 送控制所述 IGBT导通的指令； iL(t)>Io(t)+0.5Al时， 向所述驱动装置发送控 制所述 IGBT截止的指令； 当 Io(t)-0.5 Δ I < iL(t) < Io(t)+0.5△ I时， 向所述驱动 装置发送控制所述 IGBT保持之前的导通或截止状态的指令。
7、 根据权利要求 5所述的系统， 其特征在于， 所述控制器还包括： 调整 因数子单元；
所述调整因数子单元， 用于预设输出电流阔值，控制器实时比较 io(t)与输 出电流阔值， 当所述 io(t)小于输出电流阔值时， 控制器设置调整因数 k l。
8、 根据权利要求 5所述的系统， 其特征在于， 所述输出电流期望值的计 算公式为 Io(t)=Veio(t)/vo(t)。
PCT/CN2014/082617 2013-11-20 2014-07-21 一种igbt的数字控制方法及系统 WO2015074430A1 (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310593384.8 2013-11-20
CN201310593384.8A CN103595228A (zh) 2013-11-20 2013-11-20 一种igbt的数字控制方法及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015074430A1 true WO2015074430A1 (zh) 2015-05-28

Family

ID=50085249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2014/082617 WO2015074430A1 (zh) 2013-11-20 2014-07-21 一种igbt的数字控制方法及系统

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103595228A (zh)
WO (1) WO2015074430A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103595228A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 西安永电电气有限责任公司 一种igbt的数字控制方法及系统
CN105790553A (zh) * 2016-03-14 2016-07-20 上海电机学院 一种igbt智能驱动装置
CN107834847B (zh) * 2016-08-31 2020-03-31 杰华特微电子（张家港）有限公司 一种开关电路的控制电路及控制方法、开关电源电路
CN106130321B (zh) * 2016-08-31 2018-09-14 杰华特微电子（张家港）有限公司 一种开关电路的控制方法、控制电路及开关电路装置
CN106300972B (zh) * 2016-08-31 2018-12-18 杰华特微电子（张家港）有限公司 一种开关电路的控制方法、控制电路及开关电路装置
CN108259027A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 北京天诚同创电气有限公司 线性调整igbt的门极驱动电压的驱动器和驱动方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101494424A (zh) * 2008-08-05 2009-07-29 深圳市盛弘电气有限公司 三电平逆变器的控制方法
CN103595228A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 西安永电电气有限责任公司 一种igbt的数字控制方法及系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101494424A (zh) * 2008-08-05 2009-07-29 深圳市盛弘电气有限公司 三电平逆变器的控制方法
CN103595228A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 西安永电电气有限责任公司 一种igbt的数字控制方法及系统

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHENG, HONGLI ET AL.: "An Digital Current Following Controlled Buck-Boost DC-DC Converter", POWER ELECTRONICS, vol. 44, no. 12, 31 December 2010 (2010-12-31), pages 56 - 58 *
CHENG, HONGLI ET AL.: "Research and design of Buck converter based on the FPGA", JOURNAL OF SHAANXI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ( NATURAL SCIENCE EDITION, vol. 28, no. 3, 30 June 2012 (2012-06-30), pages 5 - 8 *
GAO, FANFAN: "The Research of DC-DC Converter Based on FPGA", CHINA MASTER'S THESES FULL-TEXT DATABASE, 12 December 2012 (2012-12-12), pages 19, 20, 32 AND 33 *
QIANG, XINJUAN: "An Digital Current Following Controlled Buck-Boost DC-DC Converter", CHINA MASTER'S THESES FULL-TEXT DATABASE, 11 November 2011 (2011-11-11), pages 1, 22 AND 23 *
ZHANG, JUNTAO: "Digital Current Hysteresis Loop Controlled for Boost DC-DC Converters", CHINA MASTER'S THESES FULL-TEXT DATABASE, 11 November 2011 (2011-11-11), pages 28 - 31 AND 50 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103595228A (zh) 2014-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015074430A1 (zh) 一种igbt的数字控制方法及系统
CN107809178B (zh) 一种高压发生器及其控制方法
TWI474589B (zh) 諧振轉換器混合控制方法、諧振轉換器系統及混合控制器
KR101597885B1 (ko) 절연된 구동 회로와 통합된 매그네틱스
CN103503292B (zh) 电力变换装置以及具备该电力变换装置的车载电源装置
US9748853B1 (en) Semi-dual-active-bridge converter system and methods thereof
US20110267844A1 (en) Controller for a Resonant Switched-Mode Power Converter
US20180287498A1 (en) Apparatus for controlling a switching dc-dc converter, switching dc-dc converter and method for controlling a switched dc-dc converter
JP5812040B2 (ja) 電力変換装置
JP2015173541A (ja) 電力変換装置及びその起動方法
CN106455278B (zh) X射线高压发生器、串联谐振变换器的控制电路和方法
US9184672B2 (en) DC to AC power conversion with resonance valley detection
JP2018121473A (ja) 電力変換装置
JP2009011013A (ja) 電力変換装置
WO2022165814A1 (zh) 功率变换器的控制方法、装置及存储介质
TWI513171B (zh) 高效率控制之整合式逆變器裝置及其操作方法
US8766581B2 (en) Power factor correction circuit, and power supply device and motor driving device having the same
EP3324707A1 (en) Isolated single-ended primary inductor converter with voltage clamp circuit
US11658580B2 (en) Control method for DC converter and DC converter
CN115642805A (zh) 基于ZVS的六开关buck-boost变换器
TWI781808B (zh) 混合式返馳電路及控制方法
WO2019202352A1 (ja) 共振型電力変換装置を制御する制御方法及び共振型電力変換装置
US9893609B1 (en) Method to operate a resonant converter at a characteristic frequency of the power stage
EP3926808A1 (en) A synchronous flyback converter
JP7296558B2 (ja) Ｄｃ／ｄｃ変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14864934

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14864934

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1