[發(fā)明專利]交流可調電力測量專用電源及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110281075.8
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102324855A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 馬斌;孫長河;王競翔;蔚曉明;朱鈺;趙園;邵寶珠;孫偉華
• 申請（專利權）人: 遼寧省電力有限公司;東北電力科學研究院有限公司;山西省電力公司電力科學研究院;太原山互科技有限公司
• 主分類號: H02M5/293
• 分類號: H02M5/293;H02H7/10
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 劉立平

1.一種交流可調電力測量專用電源，包括開關換流單元、輸入采樣單元、輸出采樣單元、控制單元和驅動單元，所述的開關換流單元連接在交流電源和交流負載之間，其特征在于：

所述的開關換流單元采用4個具有控制極的開關器件和4個二極管，組成包含鏡像橋臂的類Buck-Boost電路；所述類Buck-Boost電路的開關器件共用一組濾波電感和濾波電容；

4個二極管的陽極和陰極分別反向并聯到第一至第四4個開關器件的陰極和陽極；第一開關器件和第二開關器件的陽極構成開關換流單元的輸入端，分別連接到輸入交流電源的兩端；第三開關器件和第四開關器件的陰極分別連接到濾波電容的兩端，構成開關換流單元的輸出端，分別連接到輸出交流負載的兩端；第一開關器件的陰極連接到第三開關器件的陽極和濾波電感元件的一端，第二開關器件的陰極連接到第四開關器件的陽極和濾波電感元件的另一端；

所述開關換流單元通過所述輸入采樣單元和輸出采樣單元連接到與所述的控制單元；所述控制單元通過所述的驅動單元連接到所述4個開關器件的控制極。

2.根據權利要求1所述的交流可調電力測量專用電源，其特征在于所述控制單元是微處理器程序控制單元，包括執(zhí)行控制程序的微處理器、存儲數據和控制程序的存儲器、IO接口電路、AD轉換器和PWM輸出單元；所述控制單元的輸入端包括數字信號輸入端和模擬信號輸入端，所述數字信號輸入端通過IO接口電路連接到微處理器，所述模擬信號輸入端通過AD轉換器連接到微處理器，其中至少有一個模擬信號輸入端連接有輸出電壓調節(jié)元件；所述PWM輸出單元至少包含4路PWM模塊，微處理器通過PWM模塊連接所述的驅動單元。

3.根據權利要求1所述的交流可調電力測量專用電源，其特征在于所述輸出采樣單元包括電壓采樣電路和電壓過零檢測電路；電壓采樣電路的輸入端連接在所述開關換流單元的輸出端，電壓采樣電路的輸出端連接到所述控制單元的模擬信號輸入端；開關換流單元的輸出端通過電壓過零檢測電路連接到所述控制單元的數字信號輸入端。

4.根據權利要求1所述的交流可調電力測量專用電源，其特征在于所述輸入采樣單元包括電流采樣電路和電流過零檢測電路；電流采樣電路連接在所述開關換流單元的輸入端，電流采樣電路的輸出端通過電流過零檢測電路連接到所述控制單元的數字信號輸入端。

5.根據權利要求3或權利要求4所述的交流可調電力測量專用電源，其特征在于所述電壓過零檢測電路和電流過零檢測電路的輸出端連接到所述微處理器的外部信號捕獲輸入端，微處理器利用上升/下降沿捕獲判斷電壓和電流的相位。

6.根據權利要求1至4任一權利要求所述的交流可調電力測量專用電源，其特征在于所述驅動單元包含高壓側懸浮驅動電路和光耦元件，所述控制單元的輸出端通過光耦元件和高壓側懸浮驅動電路兩級隔離后連接到所述開關器件的控制極。

7.一種用于權利要求1所述的交流可調電力測量專用電源的微處理器程序控制方法，包含以下步驟：

S100)調用AD轉換子程序對輸出電壓進行數模轉換采樣輸入的步驟；

S200)調用AD轉換子程序對輸出電壓調節(jié)元件提供的參考電壓進行數模轉換的步驟；

S300)根據輸出參考電壓和輸出電壓，使用數字PID算法確定占空比的步驟；

S400)根據占空比設定PWM輸出單元的定時值的步驟；

S500)檢測電壓和電流過零標志位的步驟；

S600)判斷電壓和電流過零標志位，調用開關器件狀態(tài)控制子程序的步驟，該步驟包括以下動作：

若電流下降過零標志位為1且電壓上升過零標志位為1，調用開關器件狀態(tài)控制子程序S620，返回步驟S100循環(huán)執(zhí)行控制程序；

若電流上升過零標志位為1且電壓上升過零標志位為1，調用開關器件狀態(tài)控制子程序S640，返回步驟S100循環(huán)執(zhí)行控制程序；

若電流上升過零標志位為1且電壓下降過零標志位為1，調用開關器件狀態(tài)控制子程序S660，返回步驟S100循環(huán)執(zhí)行控制程序；

若電流下降過零標志位為1且電壓下降過零標志位為1，調用開關器件狀態(tài)控制子程序S680，返回步驟S100循環(huán)執(zhí)行控制程序。