[發(fā)明專利]用于電流濾波的電路結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107093952B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王可為;鐘樹鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 香港城市大學(xué)
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12
• 代理公司: 北京潤平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 金旭鵬;肖冰濱

一種用于電流濾波的電路結(jié)構(gòu)，其中該電路結(jié)構(gòu)被設(shè)置在提供電流的電源與負(fù)載之間；以及所述電流包括第一電流分量和第二電流分量；所述電路結(jié)構(gòu)包括：第一電路，被設(shè)置為用于接收并過濾所述第一電流分量；電流控制設(shè)備，被設(shè)置為用于接收并調(diào)整所述第二電流分量并將被調(diào)整的電流提供給所述負(fù)載；以及控制電路，被設(shè)置為用于將控制信號提供給所述電流控制設(shè)備以控制所述第二電流分量的調(diào)整。所述控制電路還被設(shè)置為用于檢測與所述電流控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)，并基于所述一個(gè)或多個(gè)檢測到的操作參數(shù)來確定所述控制信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電流濾波的電路結(jié)構(gòu)，且更具體地但非排他性地涉及一種功率半導(dǎo)體濾波器電路，其具有適于動(dòng)態(tài)調(diào)整濾波器電路頻率響應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

電子濾波器廣泛見諸電路中以過濾功率信號。圖1是示意性功率電子系統(tǒng)100的電路框圖，為一逆變器應(yīng)用；其包括設(shè)置在開關(guān)網(wǎng)絡(luò)104與負(fù)載106之間的電子濾波器102。在圖1中，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)104是噪聲源，其生成包含需要保留的頻率分量(例如50Hz)和其它需要除去的頻率分量(例如10kHz、20kHz和30kHz)的功率(例如電壓或電流)波形。為了僅向負(fù)載106提供具有需要保留的頻率分量的功率信號，設(shè)置在開關(guān)網(wǎng)絡(luò)104與負(fù)載106之間的電子濾波器102被設(shè)置為僅允許50Hz分量被傳送給負(fù)載。電子濾波器102被設(shè)置為大體減弱所有其它需要除去的頻率分量，以阻止它們到達(dá)負(fù)載106。在理想情況下，對于需要保留的頻率，濾波器102輸出的電壓和電流應(yīng)當(dāng)與輸入給濾波器102的電壓和電流相同。另一方面，對于需要除去的頻率，濾波器102輸出的電壓和電流應(yīng)當(dāng)為零。

一般而言，用于功率應(yīng)用的簡單電子濾波器僅包括無源電路組件，例如電阻器、電感器和電容器。這些組件的參數(shù)基于所需的濾波器類型(例如，低通、高通和帶阻)以及所需的性能指標(biāo)(例如截止頻率、品質(zhì)因子)來選擇。與此類電子濾波器相關(guān)聯(lián)的問題包括其較大的尺寸；其較易造成諧振(尤其對于高階濾波器)；其可變的截止頻率(主要由于電路組件的顯著公差)；以及對其調(diào)整的不靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于電流(或電流信號)濾波的電路結(jié)構(gòu)，其中該電路結(jié)構(gòu)被設(shè)置在提供電流的電源與負(fù)載之間；該電流包括第一電流分量和第二電流分量；該電路結(jié)構(gòu)包括：第一電路，被設(shè)置為用于接收并過濾該第一電流分量；電流控制設(shè)備，被設(shè)置為用于接收并調(diào)整該第二電流分量并將被調(diào)整的電流提供給該負(fù)載；以及控制電路，被設(shè)置為用于將控制信號提供給該電流控制設(shè)備以控制第二電流分量的調(diào)整；其中該控制電路還被設(shè)置為用于檢測與電流控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)，并基于該一個(gè)或多個(gè)檢測到的操作參數(shù)確定該控制信號。優(yōu)選地，要被過濾的電流僅分解為第一電流分量和第二電流分量。此外，要被過濾的電流可以包括不同的頻率分量，其一些要被保留，一些要被過濾掉。第一電路濾波器通過阻止第一電流分量到達(dá)負(fù)載來過濾第一電流分量。

在該第一方面的一個(gè)實(shí)施方式中，與該電流控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的操作參數(shù)包括以下的至少一者：該電流控制設(shè)備兩端的電壓差、該第二電流分量的大小以、及該第二電流分量的頻率。該操作參數(shù)還可以包括該被調(diào)整的電流的大小和/或該被調(diào)整的電流的頻率。

在該第一方面的一個(gè)實(shí)施方式中，該控制電路包括：電壓控制電路，具有電壓傳感器，被設(shè)置為用于檢測該電流控制設(shè)備兩端的電壓差；以及電壓控制器，被設(shè)置為用于將該檢測到的電壓差與電壓參考值進(jìn)行比較以確定該控制信號；其中該控制信號用于將該檢測到的電壓差與該電壓參考值之間的差最小化。

在該第一方面的一個(gè)實(shí)施方式中，該電壓控制器包括誤差放大器。

在該第一方面的一個(gè)實(shí)施方式中，該電壓控制電路是是閉環(huán)形式。

在該第一方面的一個(gè)實(shí)施方式中，該電壓參考值是預(yù)定的。

在該第一方面的一個(gè)實(shí)施方式中，該電壓參考值是可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的。該電路結(jié)構(gòu)的頻率傳遞特性因此可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。