[发明专利]一种低纹波可调直流稳压电源及其控制方法

权利要求书

1.一种低纹波可调直流稳压电源，其特征在于，包括依次串联的三相PWM整流电路、三相交错并联Buck-Boost中频逆变电路及三相桥式不可控整流电路；

所述三相PWM整流电路采用三相桥式全控整流电路，用于将三相输入交流电压整流为PWM调制的直流电压；

所述三相交错并联Buck-Boost中频逆变电路由三组Buck-Boost升降压电路采用相位交错并联方式构成，用于将三相PWM整流电路输出的PWM调制直流电压逆变为幅值和频率任意可调的三相对称中频正弦交流电压；

所述三相桥式不可控整流电路为电容滤波的三相桥式不可控整流电路，用于将三相交错并联Buck-Boost中频逆变电路输出的三相对称中频正弦交流电压整流为直流电压；

所述低纹波可调直流稳压电源的控制方法包括如下步骤：

步骤S1)根据直流稳压电源的直流输出参考电压U_dc-ref和实际输出直流电压U_dc，求得Buck-Boost中频逆变电路的输出参考电压u_ref；其中每相的输出参考电压u_ref通过如下步骤计算而得：

步骤S1-1)根据所设定的直流输出参考电压U_dc-ref，通过公式(1)求得Buck-Boost中频逆变电路输出参考电压幅值的初始值U_m：

步骤S1-2)实时检测直流稳压电源的输出直流电压实际值U_dc，通过公式(2)计算实际值U_dc与参考电压U_dc-ref间的偏差ΔU：

ΔU＝U_dc-ref-U_dc                       (2)

步骤S1-3)根据步骤S1-2)所得偏差ΔU，采用PI控制算法得Buck-Boost中频逆变电路输出参考电压幅值的补偿值ΔU_m；

步骤S1-4)根据公式(3)求得Buck-Boost中频逆变电路补偿后的输出参考电压幅值U_mref：

步骤S1-5)根据步骤S1-4)所得补偿后的输出参考电压幅值U_mref，通过公式(4)得Buck-Boost中频逆变电路的输出参考电压u_ref：

u_ref＝U_mrefsin(ωt+φ)                     (4)

式中：ω和φ分别为中频逆变电路输出参考电压的角频率和初始相位角，t为中频逆变电路运行的某一时刻；

步骤S2)根据步骤S1)所得输出参考电压u_ref，求得Buck-Boost中频逆变电路中电容的参考电压u_C-ref；

步骤S3)根据步骤S2)所得参考电压u_C-ref，同时实时检测电容电压的实际值u_C，根据所得偏差值经PI控制算法处理，求得Buck-Boost中频逆变电路中电容的参考电流i_C-ref；

步骤S4)根据步骤S3)所得参考电流i_C-ref，同时实时检测Buck-Boost中频逆变电路的实际输出电流i、三相PWM整流电路输出直流电压及电容电压实际值u_C，求得Buck-Boost中频逆变电路中电感的参考电流i_L-ref；

步骤S5)根据步骤S4)所得参考电流i_L-ref，同时实时检测电感电流实际值i_L，根据所得偏差值经PI控制算法处理，求得Buck-Boost中频逆变电路中电感的参考电压u_L-ref；

步骤S6)根据步骤S5)所得参考电压u_L-ref，和实时检测的PWM整流输出电压及电容电压实际值u_C，求得Buck-Boost中频逆变电路中对应功率开关的占空比d；

步骤S7)根据步骤S6)所得占空比d及相应的开关周期，对Buck-Boost中频逆变电路中对应功率开关进行控制，使Buck-Boost中频逆变电路的输出电压准确跟踪其参考电压，从而使三相桥式不可控整流电路的输出直流电压与其设定值保持一致。