[發(fā)明專利]功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補(bǔ)償電路及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210038544.1
• 申請(qǐng)日: 2022-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114397938A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段益鋒;羅世文;羅來(lái)明;黨浩闖;陶祎明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京藍(lán)軍電器設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G05F1/56
• 分類號(hào): G05F1/56
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

1.一種功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補(bǔ)償電路，其特征在于：包括逆變器、電流采集模塊、電壓反饋調(diào)理模塊、人機(jī)操作單元、處理器、內(nèi)環(huán)電流采樣模塊、PI調(diào)節(jié)器、P調(diào)節(jié)器以及PWM生成器；

逆變器的輸入端與外部電源連接，逆變器的輸出端連接逆變器輸出電纜，逆變器輸出電纜通過(guò)輸出電纜與外部負(fù)載連接；

電流采集模塊的輸入端與逆變器輸出電纜連接，電流采集模塊的輸出端與處理器連接，用于采集逆變器輸出電纜上的電流信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)傳輸至處理器；

電壓反饋調(diào)理模塊的輸入端與逆變器輸出電纜連接，電壓反饋調(diào)理模塊的輸出端與PI調(diào)節(jié)器連接；用于采集輸出電纜上的電壓信號(hào)并將該電壓信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后作為電壓反饋信號(hào)輸入PI調(diào)節(jié)器；

人機(jī)操作單元的輸入端與逆變器連接，輸出端與處理器連接，用于向處理器發(fā)送電壓給定、補(bǔ)償系數(shù)；

處理器的輸出端與所述PI調(diào)節(jié)器連接，用于向PI調(diào)節(jié)器發(fā)送電壓給定值以及電壓補(bǔ)償值；

內(nèi)環(huán)電流采樣模塊的輸入端與逆變器連接，輸出端與P調(diào)節(jié)器連接，用于將逆變器輸出的電流值轉(zhuǎn)換成電壓值作為P調(diào)節(jié)器輸入端口的電流反饋I_f；

PI調(diào)節(jié)器的輸出端與P調(diào)節(jié)器連接，P調(diào)節(jié)器的輸出端與PWM生成器的輸入端連接，PWM生成器的輸出端與逆變器連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補(bǔ)償電路，其特征在于：所述處理器采用ARM芯片或DSP芯片。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補(bǔ)償電路，其特征在于：電流采集模塊包括電流傳感器以及電流采樣調(diào)理電路；電流傳感器用于檢測(cè)逆變器輸出電纜上的電流值，并通過(guò)電流采樣調(diào)理電路轉(zhuǎn)換成電壓值發(fā)送至處理器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補(bǔ)償電路，其特征在于：所述電流傳感器采用分流器或者電流霍爾傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補(bǔ)償電路，其特征在于：所述電壓反饋調(diào)理模塊采用電壓霍爾芯片或差分采樣芯片。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補(bǔ)償電路，其特征在于：所述逆變器為AC/DC模塊或DC/DC模塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補(bǔ)償電路，其特征在于：PWM生成器采用UCC2895芯片。

8.一種功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補(bǔ)償方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償電路，其具體執(zhí)行步驟如下：

步驟1：電源開(kāi)始工作時(shí)，人機(jī)操作單元向處理器下發(fā)電壓給定值Ug₁和補(bǔ)償系數(shù)k；所述電壓給定值Ug₁值的0V～350V；補(bǔ)償系數(shù)k的取值范圍是(0V～10V)/100A；

步驟2：處理器收到電壓給定值Ug₁后，將電壓給定值Ug₁除以轉(zhuǎn)換系數(shù)k₁，通過(guò)處理器的DA端口輸出，作為向PI調(diào)節(jié)器輸入的電壓給定Ug；電壓給定Ug的取值由處理器的工作電壓決定；

同時(shí)，處理器實(shí)時(shí)接收電流采集模塊輸出的實(shí)時(shí)電壓U₁，并按照公式U₁×k₂×k÷100÷k₁計(jì)算后，通過(guò)處理器的DA輸出，作為PI調(diào)節(jié)器輸入的電壓補(bǔ)償ΔU_g；其中，轉(zhuǎn)換系數(shù)k₂與電流采樣模塊中將電流值轉(zhuǎn)換為電壓值的轉(zhuǎn)換系數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系；

步驟3：PI調(diào)節(jié)器將電壓給定Ug、電壓補(bǔ)償ΔU_g和電壓采集模塊輸出的實(shí)時(shí)電壓反饋U_f相加后，通過(guò)PI調(diào)節(jié)器內(nèi)部的積分環(huán)節(jié)處理后輸出，此輸出作為P調(diào)節(jié)器的電流給定I_g；

步驟4：P調(diào)節(jié)器接收內(nèi)環(huán)電流采樣模塊采集的逆變器內(nèi)環(huán)電流作為電流反饋I_f，并與電流給定I_g相加后輸出至PWM生成器；

步驟5：PWM生成器產(chǎn)出PWM控制波形，PWM控制波形控制逆變器調(diào)整輸出電壓的幅值大小。