一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置。
【背景技術】
[0002]目前全世界60%以上的電能和80%以上的新能源需要經過電力電子系統(tǒng)變換后才能供給負載使用。近年來，隨著電力電子技術的發(fā)展，很多新拓撲都是基于改變現(xiàn)有變換器的某些缺陷，采用增加拓撲單元或元件的方式得到的，以致變換器的拓撲結構更加復雜，從而造成了特性優(yōu)化與變換器復雜程度呈正比增加的趨勢。已有的研宄證實在電力電子變換器中存在潛電路狀態(tài)，它能夠導致系統(tǒng)出現(xiàn)非期望的功能或抑制所期望的功能。由于潛電路狀態(tài)往往是隱藏在正常的設計功能之后，是一種為了實現(xiàn)某種要求的系統(tǒng)功能而引入的、設計者并沒有意識到的附加功能。當潛在的激勵條件滿足時才發(fā)生作用，故難以通過試驗方式來甄別。因此，隨著電力電子系統(tǒng)的規(guī)模和復雜程度不斷增加，有必要開展電力電子變換器潛電路分析技術的研宄，以滿足對電力電子系統(tǒng)安全和可靠性的要求，進一步提高電力電子變換器的實用性。
[0003]通過對現(xiàn)有技術的綜合分析和比較，目前所報道的潛電路分析方法主要存在以下幾個方面的問題:(1)沒有考慮到不同電力電子變換器拓撲結構的差異，試圖建立適用于所有變換器的通用的潛電路分析判據(jù)和線索表；(2)基于連接矩陣、廣義連接矩陣、鄰接矩陣、鄰接表、以及基于器件的電流特性模型等潛電路搜索算法，得到的潛電路分析結果均為單電流回路路徑，需要大量的人工分析才能得到實際的開關工作狀態(tài)。(3)基于開關布爾矩陣的分析方法，依賴于MATLAB軟件，難以分類建立各種電力電子變換器的潛電路分析線索表。
[0004]從總體上來看，關于電力電子變換器潛電路分析方法的研宄遠未形成系統(tǒng)化的方法和理論體系，還有待于進一步發(fā)展和進行全面的研宄開發(fā)工作。。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置及裝置，旨在解決現(xiàn)有電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置及裝置對復雜電力電子變換器潛在開關狀態(tài)獲取較為復雜，分析精度低的技術缺陷。
[0006]為此，本實用新型所述的一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置及裝置采用的技術方案如下:
[0007]一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置，包括:
[0008]根據(jù)待測電路的元器件仿真模型來形成所述電路的拓撲模型的仿真電路；以及，
[0009]開關狀態(tài)輸出電路，所述開關狀態(tài)輸出電路與所述仿真電路連接，向所述仿真電路輸出所述拓撲模型的所有開關狀態(tài)；
[0010]總開關狀態(tài)存儲電路，與所述仿真電路連接，用于獲取所述拓撲模型的所有開關狀態(tài)并存儲；
[0011]開關狀態(tài)分析電路，與所述仿真電路連接，用于根據(jù)預設條件建立所述拓撲模型對應的開關狀態(tài)分析線索表，識別所述拓撲模型的所有開關狀態(tài)中的無效開關狀態(tài)并存儲；
[0012]正常開關狀態(tài)存儲電路，與所述仿真電路連接，存儲從所述仿真電路獲取的所述拓撲模型的正常開關狀態(tài)；以及
[0013]差值計算電路，分別與所述總開關狀態(tài)存儲電路、開關狀態(tài)分析電路、正常開關狀態(tài)存儲電路連接，計算所述拓撲模型的潛在開關狀態(tài)。
[0014]作為一種優(yōu)選的技術方案，所述仿真電路通過獲取所述電力電子元器件仿真庫及其元件鏈表和電流路徑鏈表，將所述電力電子元器件的仿真模型進行拓撲連接，獲得所述電路的拓撲模型。
[0015]作為一種優(yōu)選的技術方案，所述仿真電路仿真的電力電子元器件包括電阻、電感、電容、開關電容、寄生電容、二極管、全控開關、電源、變壓器。
[0016]作為一種優(yōu)選的技術方案，所述拓撲模型中的開關包括全控開關、二極管。
[0017]作為一種優(yōu)選的技術方案，所述仿真電路包括:
[0018]用于根據(jù)深度優(yōu)先搜索算法遍歷所述開關器件的開關狀態(tài)來實現(xiàn)所述開光器件所有的開關狀態(tài)的搜索的遍歷電路；以及
[0019]存儲電路，用于在各開關器件的開關組合中依次刪除所述拓撲模型中處于斷開狀態(tài)的開關元件及其連接導線后，存儲所述拓撲模型的所有開關狀態(tài)，所述遍歷電路與所述存儲電路連接。
[0020]作為一種優(yōu)選的技術方案，所述開關狀態(tài)分析電路包括一預設條件存儲電路，其存儲下列一種或多種:
[0021]1)所述拓撲模型的開關狀態(tài)的單電流回路中僅包含電源和開關器件；
[0022]2)所述拓撲模型的開關狀態(tài)的單電流回路中僅包含電容和開關元件；
[0023]3)所述拓撲模型的開關狀態(tài)的單電流回路中僅包含電阻和開關元件；
[0024]4)所述拓撲模型的開關狀態(tài)的單電流回路中僅包含電感和開關元件；
[0025]5)所述拓撲模型的開關狀態(tài)的電流路徑中包含兩個二極管器件反向連接的路徑，且每個二極管器件均沒有除以上1)-4)路徑外的其它通路。
[0026]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于:本實用新型實施方式涉及的電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置通過仿真電路形成電路的拓撲模型進行分析，根據(jù)開關狀態(tài)輸出電路向仿真電路輸出所述拓撲模型的開關狀態(tài)以便于仿真電路進行仿真分析，從而總開關狀態(tài)存儲電路可以從仿真電路中得到所有開關狀態(tài)，并存儲在總開關狀態(tài)存儲電路之中；當開關狀態(tài)輸出電流輸出所有開關狀態(tài)后，開關狀態(tài)分析電路與仿真電路連接，還可以分析得出無效開關狀態(tài)；正常開關狀態(tài)存儲電路從仿真電路中獲取正常開關狀態(tài)，最后通過差值計算電路從所述總開關狀態(tài)存儲電路、開關狀態(tài)分析電路、正常開關狀態(tài)存儲電路獲得總開關狀態(tài)、正常開關狀態(tài)和無效開關狀態(tài)，得到潛在開關狀態(tài)。
[0027]本實用新型實施方式通過分析電力電子變換器潛在開關狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)變換器中是否存在隱藏在變換器工作過程中的潛在電流路徑，進而采取措施或消除降低變換器性能的潛在電流路徑，或利用某些潛在電流路徑進一步改善變換器的性能，從而從根本上提高電力電子變換器的性能和運行可靠性。
【附圖說明】
[0028]圖1是本實用新型所述一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置一實施方式的結構不意圖；
[0029]圖2是本實用新型所述一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置一實施方式的流程示意圖；
[0030]圖3是本實用新型所述一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置一實施方式中建立所述電路的拓撲模型的步驟的流程示意圖；
[0031]圖4是本實用新型所述一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置一實施方式中獲取所述拓撲模型的所有開關狀態(tài)的步驟的流程示意圖；
[0032]圖5是本實用新型所述一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置一實施方式中電路的拓撲模型圖；
[0033]圖6a_6g是本實用新型所述一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置一實施方式中正常工作條件下的開關狀態(tài)的等效電路圖；
[0034]圖7a_7e是本實用新型所述一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置一實施方式的潛在開關狀態(tài)等效電路圖
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖，對本實用新型的實施例做進一步說明。
[0036]參見圖1，圖1是本實用新型所述一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置一實施方式的結構示意圖。在圖1示出的實施方式中，該實施方式的電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置，包括根據(jù)待測電路的元器件仿真模型來形成所述電路的拓撲模型的仿真電路200 ;以及開關狀態(tài)輸出電路100，所述開關狀態(tài)輸出電路100與所述仿真電路200連接，向所述仿真電路200輸出所述拓撲模型的所有開關狀態(tài)?？傞_關狀態(tài)存儲電路400與所述仿真電路200連接，用于獲取所述拓撲模型的所有開關狀態(tài)并存儲。開關狀態(tài)分析電路300與所述仿真電路200連接，用于根據(jù)預設條件建立所述拓撲模型對應的開關狀態(tài)分析線索表，識別所述拓撲模型的所有開關狀態(tài)中的無效開關狀態(tài)并存儲。正常開關狀態(tài)存儲電路500與所述仿真電路200連接，存儲從所述仿真電路獲取的所述拓撲模型的正常開關狀態(tài)；以及
[0037]差值計算電路，分別與所述總開關狀態(tài)存儲電路、開關狀態(tài)分析電路、正常開關狀態(tài)存儲電路連接，計算所述拓撲模型的潛在開關狀態(tài)。
[0038]其中，所述仿真電路仿真的電力電子元器件包括電阻、電感、電容、開關電容、寄生電容、二極管、全控開關、電源、變壓器。所述拓撲模型中的開關包括全控開關、二極管。
[0039]在圖1示出的實施方式中，所述仿真電路200包括用于根據(jù)深度優(yōu)先搜索算法遍歷所述開關器件的開關狀態(tài)來實現(xiàn)所述開光器件所有的開關狀態(tài)的搜索的遍歷電路210 ;以及存儲電路220，用于在各開關器件的開關組合中依次刪除所述拓撲模型中處于斷開狀態(tài)的開關元件及其連接導線進行保存后存儲所述拓撲模型的所有開關狀態(tài)，所述遍歷電路210與所述存儲電路220連接交互。
[0040]基于上述結構，參見圖2，圖2是本實用新型所述一種電力電子變換器潛在電路狀態(tài)獲取裝置一實施方式的流程示意圖。圖1示出的結構實現(xiàn)的流程如下:
[0041]步驟S201:獲取待測電路的元器件仿真模型，建立所述電路的拓撲模型。
[0042]步驟S202:根據(jù)所述電路中的開關器件，獲取所述拓撲模型的所有開關狀態(tài)。在一些優(yōu)選的實施方式中，可以根據(jù)深度優(yōu)先搜索算法遍歷所述開關器件從全部斷開到全部導通狀態(tài)下的所有開關狀態(tài)，實現(xiàn)所述開光器件所有的開關狀態(tài)的搜索。
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