[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

本發明公開了一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，包括：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；構建電感電流擾動觀測器；在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；引入標稱電感和標稱電容電壓得到中性點控制電壓方程；將高頻電源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。本發明將電感參數變化時直流母線電壓誤差視為擾動量，利用擾動觀測器估計出該擾動量并反饋至輸入端，提高控制系統抗擾動能力。

技術領域

本發明涉及一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，該方法基于電感電流擾動觀測器的高 頻電源控制，提高高頻電源控制系統抗干擾能力和動態響應速度。

背景技術

高頻電源作為一種DC-DC電源設備，向著數字化、集成化、大功率化不斷發展。隨著電 子技術的發展，采用PLC、DSP等高性能控制芯片為核心的控制系統成為當今主流，對這些 控制芯片數字化程度高、集成度高、運行速度快、成本低廉，為高頻電源高效工作提供了有 力保證。在控制系統方面，利用PI控制、自適應控制、滑模控制等理論構建的軟件控制系統 是實現高頻電源的高效控制，保證電源正常運行提高電源工作性能的有力保障，但不同控制 算法由各自有優缺點，限制了上述控制算法的推廣應用。

傳統高頻電源電路拓撲中的橋臂側電感參數易受電感電流變化影響，直流母線電壓易受 負載波動影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，從高頻電源驅動電路中的 可測信息估計出不可測擾動，進而在控制算法中對擾動量進行補償，提高系統抗干擾能力和 動態響應速度。

本發明采取如下技術方案來實現的：

一種提高高頻電源抗擾動能力的方法，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。

本發明進一步的改進在于，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。