[发明专利]一种非隔离串联补偿脉冲负载电源系统及控制方法

权利要求书

1.一种非隔离串联补偿脉冲负载电源系统及控制方法，包括一个非隔离双路输出整流器和一个非隔离直流变换器，其特征在于：所述非隔离双路输出整流器包括一个输入端和两个输出端，输出端1与非隔离直流变换器的输入端相连，非隔离直流变换器的输出端与非隔离双路输出整流器输出端2串联，作为总输出端与脉冲功率负载相连；非隔离双路输出整流器两输出端电容按负载峰值功率和电压波动范围设计，电容容量相对较大，主要起到功率解耦的作用，可允许较大的电压波动。非隔离直流变换器输出端电容只需按照滤除开关频率纹波的能力来进行设计，其值相对较小，该电容能够及时补偿非隔离双路输出整流器输出端2的电压波动，保证总输出电压的稳定；部分能量经过非隔离双路输出整流器后从输出端1进入非隔离直流变换器，再从直流变换器输出端流入负载，共经过两级功率变换；部分能量经过非隔离双路输出整流器后从输出端2直接流入负载，只需经过一级功率变换；

非隔离双路输出整流器可采用以下两种方式实现：

方式1：采用一个集成的非隔离双路输出整流器同时提供一个输入端和两个输出端；

方式2：采用两个非隔离整流器共同提供一个输入端，各提供一个输出端，其中一个非隔离整流器输出端1连接至非隔离直流变换器的输入端，另一个非隔离整流器输出端2与非隔离直流变换器输出端串联后再与负载相连。

2.根据权利要求1所述供电系统的控制方法，其特征在于，非隔离双路输出整流器控制输出端1电压峰值v_{1 max}，输出端2电压峰值v_{2 max}和输入电网电流i_in；非隔离直流变换器控制总输出电压V_oall。其具体控制过程描述如下：

非隔离双路输出整流器对输出端1电压峰值信号v_{1 max}，输出端2电压峰值信号v_{2 max}和输入电流信号i_in进行实时采集，v_{1 max}与v_{2 max}相加得到非隔离双路输出整流器两输出端电压峰值之和v_max，v_max与电压基准信号V_ref1相减得到误差信号v_1error，经过电压调节器1调节后得到电流环参考信号i_inref，该信号与输入电流信号i_in做差后得到电流环误差信号i_error，该误差信号经电流调节器后作为调制波信号v_in1进入到脉冲调制器1中，同时，v_{1 max}与电压基准信号V_ref2相减得到误差信号v_2error，该误差信号经电压调节器2后作为调制波信号v_m2进入到脉冲调制器1中，经过脉冲调制器1调制后得到非隔离双路输出整流器的驱动控制信号，从而实现对两输出端电压和输入电流的调节；

非隔离直流变换器具体控制过程为：

非隔离直流变换器对总输出电压信号V_oall进行实时采集，与电压基准信号V_ref相减得到误差信号v_error，经过电压调节器3、脉冲调制器2后得到非隔离直流变换器的驱动控制信号，从而实现对非隔离双路输山整流器输出端2电压波动补偿，保持总输出电压稳定。