[发明专利]一种基于逐脉冲取样的功率调节系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于逐脉冲取样的功率调节系统，包括用于采集电流信号的第一电流采集电路(1)和第二电流采集电路(2)，其特征在于，所述第一电流采集电路(1)和第二电流采集电路(2)的输出端连接数字锁相环的输入端，数字锁相环的输入端连接相位参考信号发生器(9)，数字锁相环的输出端连接连接PWM波发生模块(10)，第一电流采集电路(1)与数字锁相环之间连接有过零检测电路(3)。

2.根据权利要求1所述的一种基于逐脉冲取样的功率调节系统，其特征在于：所述数字锁相环包括相位检测模块(4)，相位检测模块(4)的输入端分别与第二电流采集电路(2)、过零检测电路(3)和相位参考信号发生器(9)的输出端连接，相位检测模块(4)的输出端连接定时器(5)的输入端，定时器(5)的输出端连接滤波器(6)的输入端，滤波器(6)的输出端连接PID控制模块(7)的输入端，PID控制模块(7)的输出端连接分频器(8)的输入端，分频器(8)的输出端连接PWM波发生模块(10)的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种基于逐脉冲取样的功率调节系统，其特征在于：所述分频器(8)的输出端分别连接相位检测模块(4)和PID控制模块(7)的输入端。

4.根据权利要求2所述的一种基于逐脉冲取样的功率调节系统，其特征在于：所述第一电流采集电路(1)包括采集高频直流信号的第一电流采集模块(11)，第一电流采集模块(11)的输出端连接第一ADC模块(12)的输入端，第一ADC模块(12)的输出端连接过零检测电路(3)的输入端。

5.根据权利要求2所述的一种基于逐脉冲取样的功率调节系统，其特征在于：所述第二电流采集电路(2)包括采集高频交流信号的第二电流采集模块(21)，第二电流采集模块(21)的输出端连接第二ADC模块(22)的输入端，第二ADC模块(22)的输出端连接相位检测模块(4)的输入端。

6.根据权利要求2所述的一种基于逐脉冲取样的功率调节系统，其特征在于：所述PID控制模块(7)为基于M451的ARM Cortex-M4内核的全数字处理系统。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的基于逐脉冲取样的功率调节系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过定时器(5)记录从过零检测电路(3)发送来的高频电流过零信号到达定时器(5)时的输入时刻值T₀，同时，通过系统此时输出PWM波的时刻值T_x，得到相位差值δ₀，

δ₀＝T₀-T_x；

S2、通过定时器(5)记录从第二电流采集电路(2)发送高频交流信号到达定时器(5)时的延迟时刻值T_c，当T_c＝δ₀时，此时，实际的工作电流和电压处于同步状态，系统输出最大功率；若T_cδ₀,进入步骤S3；若T_cδ₀，进入步骤S4；

S3、当T_cδ₀时，系统处于容性状态，电流超前驱动电压，通过PID控制模块(7)控制降低设定功率；

S4、当T_cδ₀时，系统处于阻性状态，电流滞后驱动电压，根据采集的实际功率与设定功率比较，当采集的实际功率高于设定功率，PID控制模块(7)控制减小PWM波的输出频率，当采集的实际功率低于设定功率，PID控制模块(7)控制增大PWM波的输出频率。

8.根据权利要求7所述的一种基于逐脉冲取样的功率调节系统的控制方法，其特征在于：所述步骤S1中T₀是通过连续记录N次结果后计算平均数值得到电流信号的输入时刻值，公式为：

T₀＝(T₁+T₂+T₃+...+T_n)/n；

其中，T₀为平均值，T₁、T₂、T₃、...、T_n为第1、2、3、...、n次高频电流过零信号从过零检测电路(3)发送到达定时器(5)时的时刻值，n为次数。