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

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210038544.1
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114397938A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段益鋒;羅世文;羅來明;黨浩闖;陶祎明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京藍(lán)軍電器設(shè)備有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: 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

本發(fā)明公開了一種功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補償電路及方法，解決了不能通過增加輸出電纜直徑來解決輸出電纜產(chǎn)生的電纜壓降的問題。該電路中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，輸出端與處理器連接；電壓反饋調(diào)理模塊的輸入端與逆變器輸出電纜連接，輸出端與PI調(diào)節(jié)器連接；人機操作單元的輸入端與逆變器連接，輸出端與處理器的輸入端連接；處理器的輸出端與所述PI調(diào)節(jié)器連接；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；PI調(diào)節(jié)器的輸出端與P調(diào)節(jié)器連接，P調(diào)節(jié)器通過PWM生成器與逆變器連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種閉環(huán)補償電路，具體涉及一種功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補償電路及方法。

背景技術(shù)

在一些電源設(shè)備供電行業(yè)，電源設(shè)備輸出經(jīng)過一定長度的電纜連接在負(fù)載上。當(dāng)輸出電流流過輸出電纜時，會在輸出電纜上產(chǎn)生一定的電壓降，特別是當(dāng)輸出電壓只有幾十V，而輸出電流超過1000A以上時，輸出電纜產(chǎn)生的電纜壓降嚴(yán)重影響負(fù)載的供電品質(zhì)。例如：某電源設(shè)備的輸出額定電壓為DC28V，通過20米輸出電纜連接到負(fù)載上，假定輸出電纜規(guī)格120mm²銅導(dǎo)線(內(nèi)阻為0.161Ω/km),分別流過400A、800A、1200A、1600A和2000A后，負(fù)載輸入端口的電壓分別為25.42V、22.85V、20.27V、17.69V和15.12V，以上數(shù)據(jù)已經(jīng)不滿足行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。由于受負(fù)載連接器的限制，不能通過增加輸出電纜直徑來解決以上問題，另外由于負(fù)載的用電電流是隨機變化的，在輸出電纜上產(chǎn)生的電壓降也是隨機變化的，所以需要設(shè)計一種自動補償技術(shù)來解決以上問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決受負(fù)載連接器的限制，不能通過增加輸出電纜直徑來解決輸出電纜產(chǎn)生的電纜壓降的問題，本發(fā)明提供了一種功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補償電路及方法。

本發(fā)明的基本設(shè)計思路是：

通過實時采集功率電源輸出的電流，預(yù)先計算出電流在輸出電纜上的電纜壓降，及時調(diào)整輸出電壓給定增量,提高輸出電壓幅值，有效抵消輸出電流在輸出電纜上產(chǎn)生的電壓降，保證負(fù)載輸入端供電電壓滿足要求。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種功率電源電纜末端電壓的快速響應(yīng)閉環(huán)補償電路，包括逆變器、電流采集模塊、電壓反饋調(diào)理模塊、人機操作單元、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并轉(zhuǎn)換為電壓信號傳輸至處理器；

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并將該電壓信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換后作為電壓反饋信號輸入PI調(diào)節(jié)器；

人機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。

進(jìn)一步地，上述處理器采用ARM芯片或DSP芯片。