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专利号: 2024114227014
申请人: 刘展宁
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种供电控制装置的供电控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S1:获取供电装置的电磁兼容性参数数据;根据电磁兼容性参数数据对供电装置内部的电磁环境进行仿真分析,并预测开关过程中的高频谐波及电磁干扰,得到电磁干扰预测数据;根据电磁干扰预测数据对软开关进行控制设计,生成软开关控制方案数据;

步骤S2:基于软开关控制方案数据对开关元件电压接近零的状态下进行切换操作,并对谐振电路进行电流及电压波形平滑优化设计,生成优化拓扑结构数据;根据优化拓扑结构数据对供电装置内的电气元件进行布局优化,并根据谐振电路的电磁耦合特性及开关元件的工作频率对电磁屏蔽进行设计与调整,生成抗干扰布局模型;

步骤S3:对供电装置的电磁发射水平进行实时监控分析,得到电磁干扰数据;基于抗干扰布局模型利用电磁干扰数据对软开关模块进行动态调整并优化电磁兼容性,得到实时干扰抑制调整数据;步骤S3包括以下步骤:步骤S31:对供电装置进行实时监测,并利用电磁场传感器采集供电装置在各负载下的电磁发射水平数据,得到实时电磁发射数据;

步骤S32:对实时电磁发射数据进行特征提取,以识别主要的电磁干扰源及频率范围,得到电磁干扰数据;

步骤S33:基于抗干扰布局模型利用电磁干扰数据对软开关模块的操作参数进行动态调整,得到软开关调整数据;

步骤S34:利用软开关调整数据对供电装置的电磁兼容性进行抑制优化,生成实时干扰抑制调整数据;

步骤S4:获取供电装置内电气元件的工作状态及温度数据,得到温度状态数据;根据温度状态数据及实时干扰抑制调整数据对开关元件的操作模式进行调整,生成优化控制参数数据;步骤S4包括以下步骤:步骤S41:通过传感器对供电装置内的电气元件进行实时监测,得到电气元件的工作状态数据;

步骤S42:利用温度传感器采集电气元件的工作温度数据,并监控元件在各环境条件下的温度变化,得到温度状态数据;

步骤S43:将工作状态数据与温度状态数据进行关联分析,并识别电气元件在特定运行条件下的温度波动及过热风险点,生成工作及温度数据;

步骤S44:根据工作及温度数据及实时干扰抑制调整数据对软开关模块的操作模式进行动态调整,生成优化控制参数数据;

步骤S5:基于优化控制参数数据,利用电磁兼容性反馈控制系统对供电装置的工作模式进行实时优化,并通过对供电系统的多级反馈控制,集成电磁兼容性、开关效率及能量传输的动态控制,生成实时性能反馈报告。

2.根据权利要求1所述的供电控制装置的供电控制方法,其特征在于,步骤S1包括以下步骤:步骤S11:利用频谱分析仪对供电装置的关键元件进行监测分析,得到电磁兼容性参数数据;

步骤S12:利用电磁兼容性参数数据构建供电装置的电磁环境模型,并通过仿真分析工具对供电装置内部的电磁环境进行仿真预测分析,得到供电装置内部电磁干扰的时域频域分布数据;

步骤S13:基于时域频域分布数据对供电装置内部开关过程中的高频谐波及电磁干扰源进行识别,得到电磁干扰预测数据;

步骤S14:根据电磁干扰预测数据对电磁干扰的传播路径进行分析,并通过分析电磁耦合效应、传导干扰路径及辐射干扰路径,以识别影响其他设备的关键位置,得到电磁干扰源数据;

步骤S15:根据电磁干扰源数据对软开关控制进行设计,并优化开关过程中的电压波形,生成软开关控制方案数据。

3.根据权利要求1所述的供电控制装置的供电控制方法,其特征在于,步骤S2包括以下步骤:步骤S21:根据软开关控制方案数据,提取开关器件的工作频率、切换时序及零电压开关模式参数,得到软开关关键参数数据;

步骤S22:根据软开关关键参数数据,利用系统中部署电压、电流监测装置对开关器件的电压及电流波形进行实时监测采集,并评估开关瞬时波动,得到波形数据;

步骤S23:基于波形数据对切换点进行精准性分析,并对开关时序进行实时调整,得到优化开关切换时序参数;

步骤S24:根据优化开关切换时序参数,利用功率分析仪对开关器件在优化切换操作下的损耗情况及逆行进行监测评估,得到开关损耗数据;

步骤S25:基于开关损耗数据,利用拓扑结构对电感、电容值,平滑电流及电压波形进行优化,并对调整后的波形进行平滑度仿真与测试验证,生成优化拓扑结构数据;

步骤S26:根据优化拓扑结构数据对供电装置内的电气元件进行布局优化,并根据谐振电路的电磁耦合特性及开关元件的工作频率对电磁屏蔽进行设计与调整,生成抗干扰布局模型。

4.根据权利要求3所述的供电控制装置的供电控制方法,其特征在于,步骤S25包括以下步骤:步骤S251:基于开关损耗数据对LLC谐振变换器的初始电路进行设计,得到谐振电路设计参数;

步骤S252:根据谐振电路设计方案对电路中的电感及电容特性进行分析,并计算谐振频率及品质因数,得到谐振电路性能特性数据;

步骤S253:根据谐振电路性能特性数据对电感及电容值进行逐步调整,得到谐振电路优化性能数据;

步骤S254:基于谐振电路优化性能数据对谐振电路进行仿真分析,并对电流、电压波形在各工况下的响应进行实时监测,以评估波形平滑度,得到优化性能仿真数据;

步骤S255:基于优化性能仿真数据对电路中的元件参数进行动态调整,生成谐振电路优化设计参数;

步骤S256:根据谐振电路优化设计参数,生成电路拓扑图,其中电路拓扑图包括电气元件的连接关系及布局;

步骤S257:对电路拓扑图进行电磁兼容性分析,并通过仿真评估整体系统的能量传输效率与抗干扰性能,得到优化拓扑结构数据。

5.根据权利要求3所述的供电控制装置的供电控制方法,其特征在于,步骤S26包括以下步骤:步骤S261:基于优化拓扑结构数据对供电装置内的电气元件进行相对位置分析,得到供电装置的电气元件布局方案;

步骤S262:对供电装置内电气元件之间进行相互耦合效应分析,得到耦合系数;

步骤S263:对谐振电路中的电磁耦合特性进行详细分析,并计算关键元件之间的电磁场分布,得到电磁场分布数据;

步骤S264:根据电气元件布局方案、耦合系数及电磁场分布数据,设计高频电磁波的屏蔽方案,得到电磁屏蔽方案;

步骤S265:根据电气元件布局方案及电磁屏蔽方案,构建抗干扰布局模型。

6.根据权利要求5所述的供电控制装置的供电控制方法,其特征在于,步骤S265包括以下步骤:步骤S2651:将电气元件布局方案中的位置信息、元件间距、相对位置及电气连接路径导入仿真软件,并将电磁屏蔽方案中所设计的屏蔽材料、厚度、形状及位置导入仿真软件,构建初始抗干扰布局模型;

步骤S2652:对初始抗干扰布局模型进行耦合效应仿真分析,得到抗干扰仿真数据;

步骤S2653:根据抗干扰仿真数据对屏蔽体的位置及尺寸进行偏差计算,得到抗干扰反馈数据;

步骤S2654:基于抗干扰反馈数据对初始抗干扰布局模型进行优化调整,得到抗干扰布局模型。

7.根据权利要求1所述的供电控制装置的供电控制方法,其特征在于,步骤S5包括以下步骤:步骤S51:基于优化控制参数数据对供电装置的运行状态信息进行实时采集,得到装置运行状态数据;

步骤S52:基于装置运行状态数据,利用电磁兼容性反馈控制系统对系统的运行模式进行动态调整,得到反馈控制调整参数;

步骤S53:基于反馈控制调整参数设计反馈回路,分别监控电磁干扰、电气元件工作效率及供电装置的能量传输状态,得到多级反馈控制回路的实时反馈数据;

步骤S54:根据实时反馈数据利用电磁兼容性反馈控制系统对开关频率、导通时间及电压波形进行优化,得到电磁兼容性优化数据;

步骤S55:根据电磁兼容性优化数据对供电装置的工作模式进行实时调整,生成实时性能反馈报告,其中实时性能反馈报告包含电磁兼容性、开关效率和能量传输的动态数据。

8.一种供电控制装置,其特征在于,包括柜体、开关元件、线缆组件与控制系统,所述开关元件部署于所述柜体内,所述线缆组件与所述开关元件电性连接,所述控制系统安装于所述开关元件内,所述控制系统用于执行如权利要求1所述的供电控制装置的供电控制方法,所述控制系统包括:电磁兼容性分析模块,用于获取供电装置的电磁兼容性参数数据;根据电磁兼容性参数数据对供电装置内部的电磁环境进行仿真分析,并预测开关过程中的高频谐波及电磁干扰,得到电磁干扰预测数据;根据电磁干扰预测数据对软开关进行控制设计,生成软开关控制方案数据;

电气元件布局优化与电磁屏蔽模块,用于基于软开关控制方案数据对开关器件电压接近零的状态下进行切换操作,并对谐振电路进行电流及电压波形平滑优化设计,生成优化拓扑结构数据;根据优化拓扑结构数据对供电装置内的电气元件进行布局优化,并根据谐振电路的电磁耦合特性及开关元件的工作频率对电磁屏蔽进行设计与调整,生成抗干扰布局模型;

实时电磁监控与软开关调整模块,用于对供电装置的电磁发射水平进行实时监控分析,得到电磁干扰数据;基于抗干扰布局模型利用电磁干扰数据对软开关模块进行动态调整并优化电磁兼容性,得到实时干扰抑制调整数据;

温度监控与开关模式调整模块,用于获取供电装置内电气元件的工作状态及温度数据,得到温度状态数据;根据温度状态数据及实时干扰抑制调整数据对开关元件的操作模式进行调整,生成优化控制参数数据;

实时反馈与整体性能优化模块,用于基于优化控制参数数据,利用电磁兼容性反馈控制系统对供电装置的工作模式进行实时优化,并通过对供电系统的多级反馈控制,集成电磁兼容性、开关效率及能量传输的动态控制,生成实时性能反馈报告。