一种可平滑处理整流性负载电流切换时阻抗的控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可平滑处理整流性负载电流切换时阻抗的控制系统，包括高压直流电源、半桥逆变器、LC滤波器、升压变压器以及整流性负载，对半桥逆变器的输出电流和升压变压器的输出电流进行采样，在电流采样处理电路中进行处理之后得到输出电流反馈值；对半桥逆变器的输入电压和升压变压器的输出电压进行采样，分别在电压采样处理电路中进行处理之后得到母线前馈值和电压反馈值；将输出电流反馈值和母线前馈值在DSP控制系统进行处理之后将处理结果发送到半桥逆变器中进行逆变控制。本实用新型有益效果是：对因负载电流切换产生的瞬时阻抗进行平滑处理，电流平滑过渡，环路始终相对稳定，保证了整流性负载的安全。
【专利说明】一种可平滑处理整流性负载电流切换时阻抗的控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及逆变器【技术领域】，特别是一种可平滑处理整流性负载电流切换时阻抗的控制系统。
【背景技术】
[0002]现有的逆变器在电流切换过程中不会对阻抗进行单独处理，从而造成逆变器输出电流出现剧烈震荡。
[0003]其中一种逆变器应用的电路如图1所示。
[0004]SlOO为高压直流电源，作为半桥逆变器的直流输入，此处可以是整流器输出的直流电压，也可以是电池输出的直流电压。
[0005]S200为半桥逆变器，由DSP控制，直流电压信号经过该半桥逆变器逆变后得到含正弦调制量的SPWM波形。
[0006]S300为LC滤波器，经过逆变后的SPWM波形经过LC滤波后得到标准正弦电流波形。此电流信号经过后面的升压变压器升压后给整流性负载供电。
[0007]S400为整流性负载，此负载先经过全桥整流电路进行全波整流，再经过电容滤波得到直流信号给负载供电。
[0008]在上述逆变器应用中，二极管在不控整流过程中，由于二极管从不导通状态向导通状态变化时，时间极短，这就造成导通瞬间有较大幅值的尖峰电流产生，系统的阻尼比会突然变大，造成系统的响应变慢；二极管关断时，电流为零，逆变器处于空载状态，阻尼比变小，系统的动态响应突然变快，从而造成很大的超调量，出现控制环路震汤。
[0009]现有技术在电流切换时并没有对阻抗做任何处理，仅根据反馈回来的电流进行环路控制。如果在电流切换过程中仅仅对PI或PID参数进行调整，而整流性负载对其输入的电流会造成干扰，在短时间内会造成电流剧烈震荡，严重者可能会损坏负载。
[0010]因此，需要采取专门的措施来处理整流性负载电流切换时的阻抗，以避免电流切换过程中的剧烈震荡。
实用新型内容
[0011]本实用新型的发明目的在于:提供一种可平滑处理整流性负载电流切换时阻抗的控制系统，可以解决整流性负载电流在切换时剧烈震荡的问题。
[0012]本实用新型的具体内容为:一种可平滑处理整流性负载电流切换时阻抗的控制系统，包括高压直流电源、半桥逆变器、LC滤波器、升压变压器以及整流性负载，对半桥逆变器的输出电流和升压变压器的输出电流进行采样，在电流采样处理电路中进行处理之后得到输出电流反馈值；对半桥逆变器的输入电压和升压变压器的输出电压进行采样，分别在电压采样处理电路中进行处理之后得到母线前馈值和电压反馈值；将输出电流反馈值和母线前馈值在DSP控制系统进行处理之后将处理结果发送到半桥逆变器中进行逆变控制；在DSP控制系统中处理的流程依次如下:[0013]一、将输出电流设定值减去输出电流反馈值得到电流差值，将该电流差值进行PI调节得到电流调节量。
[0014]二、将在数值上等于电流设定值的电流参考量加上电流调节量，得到新的电流参
[0015]三、用电压反馈值除以新的电流参考量得到瞬时负载阻抗值。
[0016]四、将瞬时负载阻抗值进行平滑处理，处理的过程具体如下:
[0017]1、把权利要求1中第三步得到的瞬时负载阻抗值限制在Rmax和Rmin之间；
[0018]2、如果原有阻抗值大于该瞬时负载阻抗值，则将瞬时负载阻抗值赋给原有阻抗值；
[0019]3、如果原有阻抗值小于或等于该瞬时负载阻抗值，进行进一步判断，如果原有阻抗小于瞬时负载阻抗值但是已经达到了瞬时负载阻抗值的80%，则将原有阻抗值按小步进递增到瞬时阻抗值；如果原有阻抗小于瞬时负载阻抗值但是还达不到瞬时负载阻抗值的80%，则原有阻抗不做改变；
[0020]4、对经过2、3步骤处理之后的原有阻抗进行判断，如果原有阻抗值小于瞬时阻抗值且还未达到瞬时负载阻抗值的80%，则将原有阻抗值按大步进递增到瞬时阻抗值。
[0021]五、将平滑处理之后的阻抗值乘以新的电流参考量i’Mf(s)得到发波占空比，将发波占空比与sin--信号进行调制得到SPWM发波控制量。
[0022]六、将SPWM发波控制量与母线前馈值进行调制，然后将结果输入到半桥逆变器中进行逆变控制。
[0023]综上所述，由于采用了上`述技术方案，本实用新型的有益效果是:由于对负载电流切换过程中产生的瞬时阻抗进行了平滑处理，电流在切换过程中平滑过渡，不会有尖峰电流出现，控制系统的环路至始至终维持在相对稳定的状态，不会出现剧烈震荡，从而保证了整流性负载的安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是现有技术中的逆变器电路原理图。
[0025]图2是本实用新型的原理模块图。
[0026]图3是图2实施例的控制系统模型图。
[0027]图4是图3中阻抗计算和阻抗处理两个过程的流程图。
[0028]图中标记:L是逆变电感电流，、是LC滤波电容电流，Ici是升压变压器原边电流，I1是升压变压器副边电流，Tl是升压变压器，T2是隔离变压器，D1、D2、D3、D4是全波整流二极管，C2和C3是滤波电容。
[0029]iset (s)为输出电流设定值，ifMdbadt(s)为输出电流反馈值，Icmp(S)为电流调节量，Iref (s)为电流参考量，i’ ref (S)为新的电流参考量，Vfeedback(s)为电压反馈值，sin--为调
制信号， Vbus_f eed_f or ar d
(s)为母线前馈。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0031]如图2所示，一种可平滑处理整流性负载电流切换时阻抗的控制系统，包括高压直流电源、半桥逆变器、LC滤波器、升压变压器以及整流性负载，对半桥逆变器的输出电流和升压变压器的输出电流进行采样，在电流采样处理电路中进行处理之后得到输出电流反馈值i—cJs);对半桥逆变器的输Λ电压和升压变压器的输出电压进行采样，分别在电压采样处理电路中进行处理之后得到母线前馈值vbus—f<f。— (s)和电压反馈值Vfeedbadt (S);将输出电流反馈值i—λ(s)和母线前馈值Vbus frad fOTari (s)在DSP控制系统进行处理之后将处理结果发送到半桥逆变器中进行逆变控制。
[0032]在DSP控制系统中处理的流程如图3所示，具体如下:
[0033]一、将输出电流设定值isrt (S)减去输出电流反馈值i f—(S)得到电流差值，将该电流差值进行PI调节得到电流调节量Lmp(S)。
[0034]二、将在数值上等于电流设定值isrt (S)的电流参考量iMf(s)加上电流调节量
(S)，得到新的电流参考量i’ ref (S)。
[0035]三、用电压反馈值Vfeedbaek(S)除以新的电流参考量i’Mf(s)得到瞬时负载阻抗值。此为图4中的步骤SlO。
[0036]四、将瞬时负载阻抗值进行平滑处理，处理的过程如图4所示，具体如下:
[0037]1、把权利要求1中第三步得到的瞬时负载阻抗值限制在Rmax和Rmin之间,此为步骤S20。
[0038]瞬时负载阻抗过大会造成系统动态响应慢，过小系统响应会很快，同时也是造成电流过冲的主要因素。因此，应该对瞬时负载阻抗限幅。
[0039]2、如果原有阻抗值大于该瞬时负载阻抗值，则将瞬时负载阻抗值赋给原有阻抗值，此为步骤S30、S40。`
[0040]3、如果原有阻抗值小于或等于该瞬时负载阻抗值，进行进一步判断，如果原有阻抗小于瞬时负载阻抗值但是已经达到了瞬时负载阻抗值的80%，则将原有阻抗值按小步进递增到瞬时阻抗值，此为步骤S50、S60 ;如果原有阻抗小于瞬时负载阻抗值但是还达不到瞬时负载阻抗值的80%，则原有阻抗不做改变。
[0041]4、对经过2、3步骤处理之后的原有阻抗进行判断，如果原有阻抗值小于瞬时阻抗值且还未达到瞬时负载阻抗值的80%，则将原有阻抗值按大步进递增到瞬时阻抗值，此为步骤 S70、S80。
[0042]五、将平滑处理之后的阻抗值乘以新的电流参考量i’Mf(s)得到发波占空比，将发波占空比与sin--信号进行调制得到SPWM发波控制量。
[0043]六、将SPWM发波控制量与母线前馈值Vbus f<fOTari(S)进行调制，然后将结果输入到半桥逆变器中进行逆变控制。
【权利要求】
1.一种可平滑处理整流性负载电流切换时阻抗的控制系统，包括高压直流电源、半桥逆变器、LC滤波器、升压变压器以及整流性负载，其特征在于:对半桥逆变器的输出电流和升压变压器的输出电流进行采样，在电流采样处理电路中进行处理之后得到输出电流反馈值；对半桥逆变器的输入电压和升压变压器的输出电压进行采样，分别在电压采样处理电路中进行处理之后得到母线前馈值和电压反馈值；将输出电流反馈值和母线前馈值在DSP控制系统进行处理之后将处理结果发送到半桥逆变器中进行逆变控制。
【文档编号】H02M7/48GK203387425SQ201320339439
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】罗晓, 杨建红, 吴宏刚, 李拓 申请人:中国民用航空总局第二研究所