用于提高功率转换器效率的方法及系统

文献发布时间：2023-06-19 12:21:13

技术领域

本发明属于功率转换器技术领域，尤其涉及用于提高功率转换器效率的方法及系统。

背景技术

随着高新技术的不断研发，各种设备都已进入高端化，作为后备军，电源电路也有了较为明显的进步，具体来说，以典型的手机为例，除了原始的通话功能之外，相机、广播、电视等各种功能已经成为普遍标准的功能，这些功能的工作所需的电压各不相同，为此，电池电压必须通过电源转换电路将其电压转换成各电路正常工作所需电压，大多采用电源转换效率较高的开关控制器；另外，在移动设备多功能化进程中，对机器的小型、薄型化要求也逐步提升，为此就必须减少元件的使用数量，或者将元件做到更小，此对策是借由提高DC-DC转换器的开关频率，减小必要的功率电感和电容的额定参数值，以此来适应元件的小型化，将集中控制电源的PMIC的开关频率，将从一直使用的1MHz变为3MHz，还有管理单独电源的DC-DC转换器IC中主流频率一直是3～4MHz，对于此种情况，作为主要元件的功率电感就需要1.0uH到2.2uH的低感值产品，而开关频率数的提高使静噪成为必须，为了解决这些课题，推动了功率电感的开发。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供用于提高功率转换器效率的方法及系统，旨在改变功率转换器功率因数减少无功功率的损耗，提高功率转换器效率。

本发明采用的技术方案如下：

用于提高功率转换器效率的方法及系统，该功率转换器系统包括控制器，用于控制功率转换器，所述控制器通过通信链路连接到所述功率转换器，通信链路用于在所述控制器与所述功率转换器之间提供连接；所述该功转换器包括添加一电容补偿设备。

所述该功率转换器的方法包括：

步骤1，改善电能质量

其中，负荷(P+JQ)电压损失△U

△U＝(PR+QX)/U (1)

式中，U为线路额定电压(kv)，P为输送的有功功率(kw)，Q为输送的无功功率(kvar)，R为线路电阻(Ω)，X为线路电抗(Ω)，安装电容补偿设备容量Qc后，电路电压降为△U1，计算如下：

△U1＝＊PR+(Q-Qc)X]/U (2)

显然，△U1＜△U，即补偿电容后电压损失减小了，由式(1)、(2)可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下：

△U-△U1＝QcX/U (3)

由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此从(3)式中可以看出，越靠近线路末端装设电容补偿设备效果越好。

步骤2，降低电能损耗

如输送的有功功率P为定值，安装电容补偿设备后功率因数由

步骤3，提升功率转换器的有功功率

在功率转换器容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因此可以多送有功功率，可多送的有功功率△P计算如下：

如需要的有功功率不变，则由于需要的无功功率减少，因此所需要的配变容量也相应的减少△S计算如下：

可以减少所述功率转换器容量占原容量的百分比为△S/S计算如下：

系统采取电容补偿设备后，使无功负荷降低，发电机就可少发无功功率，多发有功功率。

优选的，所述电容补偿设备采用的补偿方式分为：

分组补偿方式，将电容器安装在检测线路末端的高压或低压母线上；

集中补偿方式，将电容器安装在检测电路的6～10v母线上，使功率转化器在供电范围内无功功率基本平衡，可以减少高压线路的无功损耗；

就地补偿方式，将电容器安装在异步电机或者电感性用电设备附近，就地进行无功功率补偿，这种补偿方式能够提高用电设备供电回路的功率因数。

根据上述方案本发明达到的有益效果：

1.通过改善功率因数，减少了线路中总电流和功率转换器的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗；

2.藉由良好功因值的确保，从而减少功率转换器中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能质量；

3.安装电容补偿设备后，可以提高功率因数，增加负载的容量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例所使用的附图作简单介绍。

图1为本发明改进功率因数前的电流示意图；

图2为本发明改进功率因数后的电流示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

该功率转换器的方法包括：