[發明專利]一種提高高頻電源抗擾動能力的方法

在審

• 申請號: 202011315131.0
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112491276A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 楊沛豪;孫鋼虎;兀鵬越;柴琦;王小輝;寇水潮;高峰;姜寧;郭新宇;孫夢瑤;李志鵬;趙俊博;薛磊;賀婷;張立松;潘海波;王文強
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)定義高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路橋臂側電感、橋臂側電容動態特性表達式；

2)為解決高頻電源中直流母線電壓存在擾動，根據步驟1)高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路橋臂側電感、橋臂側電容動態特性表達式構建電感電流擾動觀測器；

3)在步驟2)電感電流擾動觀測器中引入低通濾波器，得到一階低通濾波器表達式，當系統頻率低于截止頻率時，低頻擾動得到有效抑制；

4)根據步驟1)高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路橋臂側電感、橋臂側電容動態特性表達式，并引入標稱電感和標稱電容電壓得到中性點控制電壓方程；

5)將步驟4)得到的高頻電源DC-DC電路中性點控制電壓方程作為高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路電壓控制環節輸入，將具有低通濾波功能的電感電流擾動觀測器引入全橋逆變電路電流控制環節中，起到提高高頻電源抗擾動能力的作用。

2.根據權利要求1所述的一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，其特征在于，步驟1)的具體實現方法為：以高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路A相為例，定義高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路橋臂側電感特性表達式：

其中：u_n為逆變電路輸出端A到中性點N的電壓值；L_f為濾波電感；i_f為橋臂側電感電流；R為電感寄生電阻；u_c為橋臂側電容電壓；

橋臂側電容動態特性表達式：其中：C_f為濾波電容；i₀為流過負載電阻R₀的電流。

3.根據權利要求2所述的一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，其特征在于，步驟2)的具體實現方法為：根據步驟1)高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路橋臂側電感、橋臂側電容動態特性表達式構建電感電流擾動觀測器：用Δu_dc為直流母線電壓擾動的影響；L_f、R_f構成橋臂側電感實際模型；構成橋臂側電感標稱模型；ω(s)為低通濾波器傳遞函數；為電感電流參考值；i_f(ab)為電感電流觀測值；G(s)為PI控制器的傳遞函數，G(s)＝K₁(K_p+K_i/s)，其中：K_p是PI控制器的比例系數、K_i是PI控制器的積分系數、K₁是逆變器放大系數。

4.根據權利要求3所述的一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，其特征在于，步驟3)的具體實現方法為：在步驟2)電感電流擾動觀測器中引入低通濾波器，得到一階低通濾波器表達式：

其中：T_f為時間常數；當ω(s)＝1時，系統中存在的外部擾動得到有效抑制，被控對象近似于標稱模型；當系統頻率低于截止頻率時，低頻擾動得到有效抑制。

5.根據權利要求4所述的一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，其特征在于，時間常數選擇不同時間常數，對應不同的截止頻率。

6.根據權利要求4所述的一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，其特征在于，T_f取0.15ms。

7.根據權利要求4所述的一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，其特征在于，步驟4)的具體實現方法為：根據步驟1)高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路橋臂側電感、橋臂側電容動態特性表達式，并引入標稱電感和標稱電容電壓得到中性點控制電壓方程：在設計電感電流擾動觀測器時，橋臂側電感電流作為觀測對象，直流母線電壓的波動作為外部干擾，電感電流觀測值通過疊加計算得到電流控制環節的輸入。

8.根據權利要求7所述的一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，其特征在于，步驟5)的具體實現方法為：將步驟4)得到的高頻電源DC-DC電路中性點控制電壓方程作為高頻電源DC-DC電路中全橋逆變電路電壓控制環節輸入，將具有低通濾波功能的電感電流擾動觀測器引入全橋逆變電路電流控制環節中，起到提高高頻電源抗擾動能力的作用。