[发明专利]一种用于改善功率变换器瞬态反应时间的系统

说明书

本发明公开了一种用于改善功率变换器瞬态反应时间的系统，包括功率变换器和控制系统，所述控制系统包括数字参考信号发生器、F/V变换器、第一PI控制器、控制信号组合器、PCM控制器和第二PI控制器；本发明在最大峰值功率跟踪操作模式和输出电压操作模式下操作，通过数字参考信号以及第一PI控制器和第二PI控制器，可以通过控制系统实现数字和模拟控制的组合，从而增加与功率变换器控制系统一起使用的功率变换器的性能。

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种用于改善功率变换器瞬态反应时间的系统。

背景技术

存在可与功率变换器一起使用的几个不同类型的控制系统。用于功率变换器的一个常用类型的控制系统是峰值电流模式(PCM)控制系统，其通常利用模拟部件将控制信号提供至功率变换器使达到期望的输出性能。尽管在许多应用中通常有效，但是当利用诸如可再生能源(例如，光电池、燃料电池和风力发电机)的可变电源时难以应用PCM控制系统。因此，已经在这些应用中代替PCM控制系统利用了最大峰值功率跟踪(MPPT)控制系统。

由于在MPPT控制系统中执行的计算的性质，这种控制系统经常在诸如微处理器和/或数字信号处理器(DSP)的数字系统中实施。通常，MPPT控制系统使用扰动观察控制方案以便将控制信号提供至功率变换器，使得在功率变换器的输出端处达到最大可能的功率量。然而，当与常规的模拟控制系统相比时，数字(例如，基于DSP的)MPPT控制系统对于诸如负荷阻抗变化的外部事件通常遭受减少的带宽和相对缓慢的瞬态反应时间。进一步地，与常规的模拟控制系统相比，数字MPPT控制系统在设计和实施方面相对耗费时间。

因此，存在对能够实施MPPT控制方案而同时包含改善的瞬态反应时间和宽带宽的用于功率变换器的控制系统的需要。

发明内容

针对上述现有技术存在的技术问题，本发明提成了一种用于改善功率变换器瞬态反应时间的系统。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于改善功率变换器瞬态反应时间的系统，包括功率变换器和控制系统，所述控制系统包括数字参考信号发生器、F/V变换器、第一PI控制器、控制信号组合器、PCM控制器和第二PI控制器；所述数字参考信号发生器产生一个参考频率，该参考频率被F/V变换器接收，F/V变换器将参考频率变换为参考输入电压，参考输入电压被提供给第一PI控制器，同时第一PI控制器接收输入电压，输出第一控制信号至控制信号组合器的第一输入端，第二PI控制器接收参考输出电压和输出电压，输出第二控制信号至控制信号组合器的第二输入端，控制信号组合器的输出端耦接至PCM控制器，该PCM控制器的输出端耦接至功率变换器。

进一步，所述功率变换器，被配置为接收输入电压和输入电流并且提供输出电压。

本发明具有如下的优点和有益效果：

本发明通过使用如上所述的数字参考信号以及第一PI控制器和第二PI控制器，可以通过控制系统实现数字和模拟控制的组合，从而增加与功率变换器控制系统一起使用的功率变换器的性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1示出了本发明的一个实施方式的系统框图。

图2示出了本发明的图1中所述的系统中的第一PI控制器和第二PI控制器的原理框图。

图3示出了根据本公开的一个实施方式的最大峰值功率跟踪(MPPT)控制方法的流程图。

图4示出了根据本公开的一个实施方式的组合的MPPT控制方法和输出电压控制方法的流程图。

具体实施方式