[發明專利]一種三相電流源型電源與負載一體化控制系統

有效

• 申請號: 201810088211.3
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108322069B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 趙劍飛;盧航宇;蔣青松;劉廷章
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M7/797
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 吳肖敏

本發明公開了一種三相電流源型電源與負載一體化控制系統。該系統包括：電流源型三相橋、驅動電路、電壓與電流檢測單元、A/D轉換單元和主控單元；所述電壓與電流檢測單元采集電流源型三相橋中交流母線的兩相電壓信號及直流母線的電流信號；所述A/D轉換單元將采集到的電壓與電流模擬信號轉換成數字信號，串行輸送至主控單元；主控單元采用DSP芯片，根據采集到的電壓、電流信號及控制要求產生PWM波，用以控制開關管通斷。本系統采用等價電壓矢量控制直流電感的瞬時電流數值的方法來代替傳統的電流矢量控制策略，該方法具有較多優點：根據直流側的電壓，可以進行直流側電流的瞬時控制，此控制方式下的電流控制只需要直流側的電流傳感器。

技術領域

本發明涉及一種新的三相電流源型電源與負載一體化控制系統。

背景技術

直流電源和負載裝置是一種實現能源轉化與多樣化應用的核心裝置，廣泛應用于各行各業，從電源適配器、開關穩壓電源到直流輸配電系統都無處不在。隨著電力電子與控制技術的飛速發展，對于直流電源與負載的功能要求開始多樣化、特性要求也越來越高，特別是高性能的直流電源系統和電子負載系統的需求越來越廣，既可作為直流電源也可以作為電子負載的系統稱之為電源與負載一體化系統。

傳統的三相電流源型電源與負載一體化控制系統，通過控制三相橋開關管的通斷，產生所需要的電流矢量，從而控制輸出電流。其存在的問題在于直流電流比較小或者直流電流不連續，特別是接近零時，計算誤差比較大，電流控制容易發生共振。并且，為了測量交流側電流，最低需要兩個電流傳感器。由于直流電感L比較小，開關ON/OFF時電流也會發生變化。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供了一種新的三相電流源型電源與負載一體化控制系統。控制系統的結構如圖1所示。該系統采用一個電流傳感器測量直流側電流，可實現直流側電流的瞬時控制，而且電流環穩定，輸出電壓控制穩定。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明涉及的一種三相電流源型電源與負載一體化控制系統，該系統如圖1所示。該系統包括①電流源型三相橋、②驅動電路、③電壓與電流檢測單元、④A/D轉換單元和⑤主控單元。所述電壓與電流檢測單元采集電流源型三相橋中交流母線的兩相電壓信號及直流母線的電流信號；所述A/D轉換單元將電壓與電流檢測單元采集到的電壓與電流模擬信號轉換成數字信號，串行輸送至主控單元；主控單元采用DSP芯片，根據采集到的電壓、電流信號及控制要求產生PWM波，用以控制開關管通斷。

當系統工作在整流模式時，主控單元將電流源型三相橋等效為buck電路，通過檢測直流側電流并進行控制，來實現整流模式的穩定運行，使輸出直流電壓穩定；當系統工作在逆變模式時，主控單元將電流源型三相橋等效為boost電路，通過檢測直流側電流并進行控制，來實現逆變模式的穩定運行，使能量回饋到電網。

主控單元采用由等價電壓矢量來控制直流電感L電流瞬時值的占空比計算方法來代替傳統電流矢量方法，通過電壓矢量產生PWM波，對開關管進行控制。

所述的電流檢測元件為電流傳感器。

所述的電壓檢測元件為電壓傳感器。

所述的電流源型三相橋為六個電力電子開關及電感、電容組成的三相全橋電路。

所述的A/D采樣單元采用LTC1403串行模數轉換器。

所述的主控單元采用DSP芯片TMS320F28335。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

1、直流電感L的電流瞬時反饋控制響應快，電流環穩定；

2、作為電流控制，只需要一個電流傳感器；

3、輸出電壓控制穩定；

附圖說明