[實用新型]改進外環控制的直流變換器

有效

• 申請號: 201320262652.3
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN203398988U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 唐思文;曾超;楊喜軍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M7/12
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種改進外環控制的直流變換器，其特征在于，包括功率電路、輔助電路和控制電路，其中：所述功率電路完成單相AC-DC的功率變換；所述輔助電路連接所述功率電路，完成對輸入電壓、輸入電流、輸出電壓的瞬時檢測和對原始PWM脈沖的驅動，并將各種檢測電量輸出到所述控制電路；所述控制電路一端連接所述輔助電路，另一端連接所述功率電路，所述控制電路接受所述輔助電路各種檢測電量后，按照直接功率和雙環控制原理進行數字運算和邏輯處理，并得到最終原始驅動脈沖，經過驅動后輸送到所述功率電路，控制功率器件的通斷規律，使得所述功率電路完成功率因數校正，并輸出穩定的直流電壓；

所述控制電路包括電壓平方控制外環電路和電流控制內環電路，其中：

所述電壓平方控制外環電路包括電壓平方PI調節電路，所述電壓平方PI調節電路的第一入口與所述輔助電路中的輸出電壓檢測電路輸出端相連,第二入口為給定電壓平方，出口與所述電流控制內環電路中的輸出功率期望值計算電路的第二入口相連；

所述電流控制內環電路包括輸入電壓瞬時值計算電路、電流PI調節電路、電感電流期望值計算電路、輸出功率瞬時值計算電路、輸出功率期望值計算電路和驅動脈沖形成電路，其中：

所述輸入電壓瞬時值計算電路的入口與所述輔助電路中的輸入電壓檢測電路的輸出端相連，出口與所述電感電流期望值計算電路的第一入口相連；

所述電流PI調節電路的第一入口與所述輔助電路中的輸入電流檢測電路的輸出端相連，第二入口與所述電感電流期望值計算電路的出口相連，出口與所述驅動脈沖形成電路的入口相連；

所述電感電流期望值計算電路的第二入口與所述輸出功率期望值計算電路的出口相連；

所述輸出功率瞬時值計算電路的第一入口與所述輔助電路中的輸出電流檢測電路的輸出端相連，第二入口與所述輔助電路中的輸出電壓檢測電路的輸出端相連，出口與所述輸出功率期望值計算電路的第一入口相連；

所述驅動脈沖形成電路的出口與所述輔助電路中的驅動脈沖放大電路的輸入端相連。

2.根據權利要求1所述的一種改進外環控制的直流變換器，其特征在于，所述功率電路包括依次連接的整流電路、升壓電路、分流電路和分壓電路。

3.根據權利要求2所述的一種改進外環控制的直流變換器，其特征在于，所述整流電路包括并聯于網側的交流電容和由第一、第二、第三、第四二極管構成的單相整流橋，所述交流電容的兩端并聯于交流網側，所述單相整流橋的第一橋臂包括串聯的第一二極管和第二二極管，所述單相整流橋的第二橋臂包括串聯的第三二極管和第四二極管，所述第一、第二橋臂的高端共陰極相連形成正極，所述第一、第二橋臂的低端共陽極相連形成負極，所述第一、第二橋臂的中點與所述交流電容的兩端相連。

4.根據權利要求3所述的一種改進外環控制的直流變換器，其特征在于，所述升壓電路包括升壓電感、反向快速恢復二極管、斬波功率器件和電解電容，所述升壓電感的一端與所述整流電路中的所述單相整流橋正極相連，另一端與所述反向快速恢復二極管的陽極、所述斬波功率器件的集電極相連，所述反向快速恢復二極管的陰極與所述電解電容的正極相連后形成直流輸出正極，所述斬波功率器件的發射電極與所述電解電容的負極相連后形成直流輸出負極。

5.根據權利要求4所述的一種改進外環控制的直流變換器，其特征在于，所述分流電路包括中間分流電路和輸出分流電路，所述中間分流電路是第一分流電阻，所述第一分流電阻的一端與所述整流電路中的所述單相整流橋的負極相連，另一端與所述升壓電路中的所述斬波功率器件的發射電極、所述電解電容的負極相連；所述輸出分流電路是第二分流電阻，所述第二分流電阻的一端與所述升壓電路的所述斬波功率器件的發射電極、所述電解電容的負極相連，另一端與輸出分壓電路一端相連。