[发明专利]一种基于PWM技术的全控整流和全控逆变的熔喷布驻极电源

权利要求书

1.一种基于PWM技术的全控整流和全控逆变的熔喷布驻极电源，其特征在于，包括电网交流电压(v_a)、交流输入电感(L)、全控整流桥、滤波电容(C)、全控逆变桥、高压包；所述电网交流电压(v_a)与全控整流桥的输入端连接，所述全控整流桥的输出端与全控逆变桥的输入端连接，所述全控整流桥与全控逆变桥之间并联有滤波电容(C)，所述全控逆变桥的输出端与高压包连接；

所述全控整流桥由第一开关管MOSFET(M₁)、第二开关管MOSFET(M₂)、第三开关管MOSFET(M₃)和第四开关管MOSFET(M₄)构成，所述第一开关管MOSFET(M₁)和第二开关管MOSFET(M₂)的中间端通过串联交流输入电感(L)与电网交流电压(v_a)的一端连接，所述第三开关管MOSFET(M₃)和第四开关管MOSFET(M₄)的中间端与电网交流电压(v_a)的另一端连接；

所述全控逆变桥由第五开关管MOSFET(M₅)、第六开关管MOSFET(M₆)、第七开关管MOSFET(M₇)和第八开关管MOSFET(M₈)构成；

所述高压包包括与全控逆变桥连接的升压变压器、以及与升压变压器连接的高压侧整流桥。

2.根据权利要求1所述的一种基于PWM技术的全控整流和全控逆变的熔喷布驻极电源，其特征在于，所述第五开关管MOSFET(M₅)和第六开关管MOSFET(M₆)的中间端与升压变压器低压侧的一端连接，所述第七开关管MOSFET(M₇)和第八开关管MOSFET(M₈)的中间端与升压变压器低压侧的另一端连接，所述升压变压器的高压侧与高压侧整流桥连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于PWM技术的全控整流和全控逆变的熔喷布驻极电源，其特征在于，所述全控整流桥的双闭环控制方式如下：

设整流实际输出电压为V_AB、所需的目标电压为V_dc、交流输入电流为i_L，电能从交流电源输入，经过滤波电感先后流入全控整流桥、全控逆变桥、高压包，最终从高压包输出。

4.根据权利要求3所述的一种基于PWM技术的全控整流和全控逆变的熔喷布驻极电源，其特征在于，所述全控整流桥的双闭环控制步骤如下：

1)采用外环控制整流输出电压，实现直流电压V_AB快速无静差地跟踪给定电压V_dc，其过程为：首先检测整流输出的实际电压V_AB,将V_AB与V_dc进行比较，产生的控制误差作为PI调节器的输入，PI调节器的输出作为整流电路交流电流的给定；

2)采用内环控制电感电流i_L，使其与电源电压v_a同相位，提高电能质量，其实现过程为：使用PR调节器，将电压外环调节器输出与电网电压v_a相乘作为给定，电感电流i_L作为反馈，产生的控制误差作为PR调节器的输入，PR调节器的输出经PWM调制得到全控整流桥中第一开关管MOSFET(M₁)、第二开关管MOSFET(M₂)、第三开关管MOSFET(M₃)和第四开关管MOSFET(M₄)的控制信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于PWM技术的全控整流和全控逆变的熔喷布驻极电源，其特征在于，基于PWM技术的全控逆变桥的控制步骤如下：

1)第五开关管MOSFET(M₅)、第八开关管MOSFET(M₈)为第一组开关器件，第六开关管MOSFET(M₆)、第七开关管MOSFET(M₇)为第二组开关器件，两组器件交替导通；

2)正弦调制波为u_r、等腰三角载波为u_c，当u_cu_r时，第五开关管MOSFET(M₅)、第八开关管MOSFET(M₈)开通，第六开关管MOSFET(M₆)、第七开关管MOSFET(M₇)关断，电流先后流过全控整流桥、第五开关管MOSFET(M₅)、升压变压器低压侧、第八开关管MOSFET(M₈)，最后，经全控整流桥流回电网；

3)当u_cu_r时，第六开关管MOSFET(M₆)、第七开关管MOSFET(M₇)开通，第五开关管MOSFET(M₅)、第八开关管MOSFET(M₈)关断，电流经全控整流桥流入，分别经过第七开关管MOSFET(M₇)、升压变压器低压侧、第六开关管MOSFET(M₆)后，经全控整流桥流出。