[实用新型]一种工频纹波电流抑制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及开关电源变换器领域，尤其涉及供能电源工频纹波电流的抑制，隔离和非隔离式开关变换装置及其控制方法。

背景技术

能源是现代文明社会发展的主要基础之一，随着传统矿物能源，如石油、煤等的日益消耗，能源问题成为人类社会普遍关注的焦点和必须解决的重大课题。为解决目前能源短缺问题，世界各国为开发和利用新能源投入了大量的人力、物力进行研究。太阳能，不仅可再生，且清洁无污染或低污染，蕴藏量巨大。燃料电池是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断地转化为电能的电化学装置。燃料电池发电最大的优势是高效、洁净、无污染、噪声低、不受卡诺循环限制,能量转换效率高,其效率可达40%～65%。国内外在新能源开发和利用方面，将风力发电、太阳能电池和燃料电池等作为当前电气工程重要的研究领域和发展方向，但新能源的应用存在许多问题需要研究和解决。如太阳能光伏发电的最大功率跟踪可提高太阳能的利用率，但是负载工频纹波耦合到太阳能光伏发电系统，将影响其最大功率跟踪精度，导致太阳能的利用率下降；燃料电池由于是机械装置控制燃料气体供应，导致燃料电池输出瞬态特性差，负载的功率波动会导致燃料电池输出功率的波动，影响其发电效率，严重时会缩短燃料电池的寿命，所以开关电源变换装置上如何抑制供能电源的工频纹波电流是需要解决的问题。人们在这方面作了努力，但存在着以下不足：

1、燃料电池的辅助储能控制装置[200710069091.4]，采样负载电流，通过电流高通滤波器，得到交流信息。控制双向变换器的电流跟踪此交流信息，大小相等，方向相反，与负载电流之和趋于恒值，从而实现消除供能电源上的工频电流纹波。该发明采用了多点电流采样，电流采样提高系统的造价的同时，对效率也有影响。

2、负载设计为两级功率结构，第一功率变换输出接有储能电容，通过控制储能电容上电压的波动满足输出功率的波动，使得输入源的电流趋于恒值。

实用新型内容

鉴于现有技术的以上不足，本实用新型的目的是公开了一种工频纹波电流的抑制装置，使之克服现有技术的以上缺点。为达到实用新型目的，采用的手段为：

一种工频纹波电流抑制装置，采用双向DC/DC变换器在能量缓冲电容上存储和释放能量来解耦含有工频或者低频纹波的负载对供能电源的影响。包括：燃料电池1，供电电源电流采样电路2，负载3，双向DC/DC4，能量缓冲电容5，滤波电路6，误差放大器EA17，环路补偿电路8，误差放大器EA29，高频滤波电容10，滤波11;其中，燃料电池1与供电电源电流采样电路2串联后与高频滤波电容10以及负载3并联，然后与双向DC/DC4的一个功率端口相连；所述双向DC/DC4的另一个功率端口与能量缓冲电容5相连；能量缓冲电容(5)的正端与滤波11的输入端相连；误差放大器EA29的正输入端接Vref，其负输入端与滤波11的输出相连；供电电源电流采样电路2的输出端与误差放大器7的正输入端以及滤波电路6的输入端相连；滤波电路6的输出端与误差放大器EA17的负输入端相连，环路补偿电路8的两个输入端分别与误差放大器EA29以及误差放大器EA17的输出相连，环路补偿电路8的输出端与双向DC/DC4的控制端口相连。

本实用新型供能电源，包括但不限于太阳能光伏电源、质子膜燃料电池等供电电源。

本实用新型所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，包含双端口且能量可以双向传递，第一端口接供能电源，第二端口接能量缓冲电容；包含但不限于隔离和非隔离功率变换电路、电压模控制和电流模控制等。

本实用新型所述的负载，包括但不限于直流直流功率变换器，直流交流功率变换器，或者它们的组合，其输入功率含有工频或者低频功率分量。

本实用新型所述误差放大器EA1、误差放大器EA2，包括但不限于运算放大器、跨导放大器、或者数字PID；所述误差放大器EA1与误差放大器EA2的求和电路的实现方式包括但不限于运放加权求和或者数字实现方式。

采用本实用新型的方法和装置，与现有技术相比，具有的有益效果是：

1、减小负载工频功率波动耦合到供能电源的电流纹波，有利于供能电源的优化控制，提高发电效率。

2、本实用新型实现了单点电流采样的方式下对供能电源工频纹波电流的抑制，克服了使用大容量电容无法有效滤除工频纹波的缺点，在降低系统成本的同时减小采样损耗提高系统的效率。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构框图。