[发明专利]一种三相电流源型电源与负载一体化控制系统

说明书

本发明公开了一种三相电流源型电源与负载一体化控制系统。该系统包括：电流源型三相桥、驱动电路、电压与电流检测单元、A/D转换单元和主控单元；所述电压与电流检测单元采集电流源型三相桥中交流母线的两相电压信号及直流母线的电流信号；所述A/D转换单元将采集到的电压与电流模拟信号转换成数字信号，串行输送至主控单元；主控单元采用DSP芯片，根据采集到的电压、电流信号及控制要求产生PWM波，用以控制开关管通断。本系统采用等价电压矢量控制直流电感的瞬时电流数值的方法来代替传统的电流矢量控制策略，该方法具有较多优点：根据直流侧的电压，可以进行直流侧电流的瞬时控制，此控制方式下的电流控制只需要直流侧的电流传感器。

技术领域

本发明涉及一种新的三相电流源型电源与负载一体化控制系统。

背景技术

直流电源和负载装置是一种实现能源转化与多样化应用的核心装置，广泛应用于各行各业，从电源适配器、开关稳压电源到直流输配电系统都无处不在。随着电力电子与控制技术的飞速发展，对于直流电源与负载的功能要求开始多样化、特性要求也越来越高，特别是高性能的直流电源系统和电子负载系统的需求越来越广，既可作为直流电源也可以作为电子负载的系统称之为电源与负载一体化系统。

传统的三相电流源型电源与负载一体化控制系统，通过控制三相桥开关管的通断，产生所需要的电流矢量，从而控制输出电流。其存在的问题在于直流电流比较小或者直流电流不连续，特别是接近零时，计算误差比较大，电流控制容易发生共振。并且，为了测量交流侧电流，最低需要两个电流传感器。由于直流电感L比较小，开关ON/OFF时电流也会发生变化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供了一种新的三相电流源型电源与负载一体化控制系统。控制系统的结构如图1所示。该系统采用一个电流传感器测量直流侧电流，可实现直流侧电流的瞬时控制，而且电流环稳定，输出电压控制稳定。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及的一种三相电流源型电源与负载一体化控制系统，该系统如图1所示。该系统包括①电流源型三相桥、②驱动电路、③电压与电流检测单元、④A/D转换单元和⑤主控单元。所述电压与电流检测单元采集电流源型三相桥中交流母线的两相电压信号及直流母线的电流信号；所述A/D转换单元将电压与电流检测单元采集到的电压与电流模拟信号转换成数字信号，串行输送至主控单元；主控单元采用DSP芯片，根据采集到的电压、电流信号及控制要求产生PWM波，用以控制开关管通断。

当系统工作在整流模式时，主控单元将电流源型三相桥等效为buck电路，通过检测直流侧电流并进行控制，来实现整流模式的稳定运行，使输出直流电压稳定；当系统工作在逆变模式时，主控单元将电流源型三相桥等效为boost电路，通过检测直流侧电流并进行控制，来实现逆变模式的稳定运行，使能量回馈到电网。

主控单元采用由等价电压矢量来控制直流电感L电流瞬时值的占空比计算方法来代替传统电流矢量方法，通过电压矢量产生PWM波，对开关管进行控制。

所述的电流检测元件为电流传感器。

所述的电压检测元件为电压传感器。

所述的电流源型三相桥为六个电力电子开关及电感、电容组成的三相全桥电路。

所述的A/D采样单元采用LTC1403串行模数转换器。

所述的主控单元采用DSP芯片TMS320F28335。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、直流电感L的电流瞬时反馈控制响应快，电流环稳定；

2、作为电流控制，只需要一个电流传感器；

3、输出电压控制稳定；

附图说明