專(zhuān)利名稱(chēng)：電源變換器的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源變換器的控制裝置，它對(duì)電源變換器的輸出電壓進(jìn)行控制，為了高度準(zhǔn)確地得到直流變換的輸出，所述電源變換器帶有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件。
例如，

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的變換器控制電路的方框連接圖，在IEEE工業(yè)應(yīng)用學(xué)會(huì)年度會(huì)議(西雅圖，1990年10月7日至12日)的公布第1049-1055頁(yè)中，該控制電路被描述成使用續(xù)流能量?jī)?chǔ)存單元的具有高性能和長(zhǎng)壽命的不間斷電源。
參見(jiàn)圖9，參考標(biāo)號(hào)1表示負(fù)載，標(biāo)號(hào)2表示電容器，它對(duì)將供給負(fù)載1的直流電壓進(jìn)行濾波，標(biāo)號(hào)3表示變換器主電路。如圖10a中所示，所述變換器主電路帶有開(kāi)關(guān)元件S1-S4的單相全波橋式結(jié)構(gòu)，使用1-2KHZ或更高頻率的三角波載波進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制。標(biāo)號(hào)4和5分別表示用于濾波器的電抗器和電容器，它們置于交流電源6和上述變換器3之間。標(biāo)號(hào)901表示電流檢測(cè)裝置，它檢測(cè)變換器電流IA，標(biāo)號(hào)902表示電壓控制裝置，它檢測(cè)輸入電壓VR圖9中，標(biāo)號(hào)800起，表示上述變換器3之控制裝置的組件。標(biāo)號(hào)801表示脈沖寬度調(diào)制電路(下文稱(chēng)為PWM調(diào)制電路)，它根據(jù)變換器電壓指令V＊A發(fā)送用于脈沖寬度調(diào)制的控制輸出信號(hào)PWMO對(duì)上述變換器進(jìn)行控制。標(biāo)號(hào)802表示電流控制放大器，它得到變換器電壓指令V＊A，該指令V＊A將根據(jù)下文將描述的減法器821的輸出而加在上述PWM調(diào)制電路801上。標(biāo)號(hào)803表示脈沖同步電路，它根據(jù)由電壓檢測(cè)裝置902檢測(cè)得的電壓來(lái)獲得交流輸入VR的相位Φ。
標(biāo)號(hào)804表示交流正弦波參考振蕩電路，用它來(lái)獲得與交流電源之輸入電壓VR同相的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ。標(biāo)號(hào)805表示幅度指令發(fā)生電路，它輸出幅度指令。標(biāo)號(hào)821為減法器，它用來(lái)得到變換器電流指令I(lǐng)＊A與變換器電流IA之間的差值所述變換器電流指令I(lǐng)＊A由乘法器822得到，該乘法器將由上述交流正弦波參考振蕩電路804輸出的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ與由上述振幅指令發(fā)生電路805輸出的振幅指令相乘;所述變換器電流IA由電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得到;從而將相當(dāng)于該差值的信號(hào)輸至上述電流控制放大器802。這些元件構(gòu)成了電流控制回路。
下面將對(duì)上述結(jié)構(gòu)的工作情況進(jìn)行描述，由電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)來(lái)自自交流電源6的輸入電壓VR，由相位同步電路803檢測(cè)輸入電壓VR的相位Φ。為了得到與輸入電壓Va同相的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ，將所檢測(cè)得到的相位輸入交流正弦波參考振蕩電路804。乘法器822將幅度指令發(fā)生電路805的輸出與上述交流正弦波參考振蕩電路804的輸出相乘，從而得到變換器電流指令I(lǐng)＊A電流控制放大器802和PWM調(diào)制電路801控制變換器3的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而使變換器電流指令I(lǐng)＊A與變換器電流IA(由電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得到)相一致，因而形成電流控制回路。這樣，在正常條件下，可從交流電源6向負(fù)載提供功率因數(shù)為1的、正弦波電流形式的電源。
現(xiàn)有技術(shù)的電源變換器的控制裝置具有上述結(jié)構(gòu)。因此，如果在輸入電壓中帶有甚至微小的畸變，就會(huì)由系統(tǒng)中的電抗組件及濾波電容器5引起諧振。這是現(xiàn)有技術(shù)中必須解決的問(wèn)題。此外，電源向負(fù)載1輸電時(shí)，如果控制裝置停止工作，儲(chǔ)存在系統(tǒng)電抗件內(nèi)或儲(chǔ)存在電抗器或?yàn)V波器4中的能量流入濾波電容器5，導(dǎo)致以過(guò)電壓對(duì)電容器5充電。這是將要解決的另一問(wèn)題。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于電源變換器的控制裝置，所述控制裝置能抑制由系統(tǒng)的電抗組件及濾波電容器所產(chǎn)生的諧振。本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于電源變換器的控制裝置，當(dāng)裝置停止工作時(shí)，它能抑制電容器中的過(guò)電壓。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電源變換器控制裝置，它控制電源變換器，包括一濾波器，所述濾波器置于交流電源和電源變換器之間，包括一個(gè)電抗器和一個(gè)電容器;諧振檢測(cè)裝置，它對(duì)由交流電源和濾波電容器之間存在的系統(tǒng)電抗成分及濾波器電容引起的諧振成分進(jìn)行檢測(cè);變換器電流檢測(cè)裝置，它對(duì)通過(guò)濾波器流入電源變換器的變換器電流進(jìn)行檢測(cè);輸入電壓檢測(cè)裝置，它對(duì)由系統(tǒng)電源提供的輸入電壓進(jìn)行檢測(cè);電流指令值發(fā)生裝置，它根據(jù)由電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓的幅度指令，得出用于電源變換器的電流指令值;電流指令值控制裝置，它根據(jù)由諧振檢測(cè)裝置檢測(cè)得的諧振成分改變來(lái)自電流指令值發(fā)生裝置的電流指令值;電流控制裝置，它根據(jù)電流指令值和電流值間的差來(lái)得出電壓指令值，然后根據(jù)電壓指令值控制電力變換器的開(kāi)關(guān)元件，所述電流指令值由電流指令值控制裝置輸出，所述電流值由變換器電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種電源變換器控制裝置，對(duì)電源變換器進(jìn)行控制，它包括濾波器，所述濾波器包括置于交流電源和電源變換器之間的電抗器的電容器;變換器電流檢測(cè)裝置，它對(duì)通過(guò)濾波器流入電源變換器的變換器電流進(jìn)行檢測(cè);輸入電壓檢測(cè)裝置，它對(duì)由交流電源所提供的輸入電壓進(jìn)行檢測(cè);電流指令值發(fā)生裝置，它根據(jù)由電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓和幅度指令來(lái)得出用于電源變換器的電流指令值;電流控制裝置，它根據(jù)電流指令值與電流值間的差得出電壓指令值，并隨后根據(jù)電壓指令值來(lái)控制電力變換器的開(kāi)關(guān)元件，所述電流指令值由電流指令值發(fā)生裝置輸出，所述電流值由變換器電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到;停止預(yù)告電路，在裝置停止工作前，它向電流指令值發(fā)生裝置輸出停止預(yù)告信號(hào)，并控制用于電源變換器的電流指令值，將該值改變?yōu)榱恪?br> 根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種電源變換器控制裝置，它對(duì)電源變換器進(jìn)行控制，它包括濾波器，所述濾波器包括置于交流電源和電力變換器之間的電抗器和電容器;諧振檢測(cè)電抗器，它置于交流電源和濾波器之間;輸入電流檢測(cè)裝置，它檢測(cè)通過(guò)諧振檢測(cè)電抗器流入濾波器的輸入電流;電容器電壓檢測(cè)裝置，它對(duì)濾波器的電容器電壓進(jìn)行檢測(cè);變換器電流檢測(cè)裝置，它對(duì)通過(guò)濾波器流入電源變換器的變換器電流進(jìn)行檢測(cè);輸入電流控制裝置，它根據(jù)由輸入電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓和幅度指令得出輸入電流指令值，并隨后得到一輸出，在該輸出中，為了控制輸入電流，從輸入電流指令值中減去了由輸入電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流值;電容器電壓控制裝置，它根據(jù)輸入電流控制裝置的輸出得到電容器電壓指令值，并隨后得到一輸出，在該輸出中，為了控制電容器電壓，從電容器電壓指令值中減去了由電容器電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓值;電流控制裝置，它根據(jù)電容器電壓控制裝置的輸出得到變換器電流指令值，并隨后根據(jù)一輸出來(lái)控制電源變換器的開(kāi)關(guān)元件，在所述輸出中，為了控制變換器電流，從變換器電流值中減去了由變換器電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流值;還包括停止預(yù)告電路，在裝置停止工作前，它輸出停止預(yù)告信號(hào)至輸入電流控制裝置，并對(duì)用于電源變換器的電流指令值進(jìn)行控制，從而將該值改變?yōu)榱恪?br> 圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，用于電源變換器之控制裝置的方框圖，圖2是等效電路的示意圖，其中用電源來(lái)代替圖1中所示的變換器3和電抗器4，
圖3-8是方框圖，它們分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第二-第七實(shí)施例、用于電源變換器的控制裝置，圖9示出了用于電源變換器的現(xiàn)有技術(shù)之控制裝置的示意圖;
圖10a和10b是示出了電源變換器結(jié)構(gòu)之一種實(shí)施例的電路圖。
下面將描述本發(fā)明的第一實(shí)施例，圖1為根據(jù)第一實(shí)施例、用于電力變換器之控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖1中，與圖9中所示現(xiàn)有技術(shù)之實(shí)例中相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的元件。圖1中，參考標(biāo)號(hào)1表示負(fù)載;標(biāo)號(hào)2表示電容器，它對(duì)將供給負(fù)載1的直流電壓進(jìn)行濾波;標(biāo)號(hào)3表示變換器主電路;標(biāo)號(hào)4和5分別表示用于濾波器的電抗器和電容器，它們置于交流電源6和上述變換器3之間;標(biāo)號(hào)901表示電流檢測(cè)裝置，它檢測(cè)變換器電流IA，此外，標(biāo)號(hào)902表示電壓檢測(cè)裝置，它檢測(cè)輸入電壓VR在同一圖中，800組的標(biāo)號(hào)表示上述變換器3之控制裝置的元件。標(biāo)號(hào)801表示PWM調(diào)制電路，它輸出用于脈沖寬度調(diào)制的控制輸出信號(hào)PWMO，從而根據(jù)變換器電壓指令I(lǐng)＊A來(lái)控制上述變換器3。標(biāo)號(hào)802表示電流控制放大器，為了控制變換器電流，它根據(jù)減法器821的輸出得出將加至上述PWM調(diào)制電路801的變換器電壓指令I(lǐng)＊A，所述電法器821將在下文進(jìn)行描述。標(biāo)號(hào)831表示相位同步電路，它根據(jù)由電壓檢測(cè)裝置902檢測(cè)得的電壓而得到交流輸入VR的相位Φ。
標(biāo)號(hào)804表示交流正弦波參考振蕩電路，用它來(lái)得到與交流電源之輸入電壓VR同相的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ。標(biāo)號(hào)805表示輸出幅度指令的幅度指令發(fā)生電路。標(biāo)號(hào)821是減法器，用它來(lái)得出變換器電流指令I(lǐng)＊A和變換器電流IA間的差值，從而輸出代表該差值的信號(hào)至上述電流控制放大器802，所述變換器電流指令I(lǐng)＊A由乘法器822得出，該乘法器822將來(lái)自上述交流正弦波參考振蕩電路804的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ與來(lái)自上述幅度指令發(fā)生電路805的幅度指令相乘，所述變換器電流IA由電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得到。這些器件構(gòu)成了電流控制回路。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括下面這些新穎的器件，標(biāo)號(hào)903表示電流檢測(cè)裝置，它置于交流電源6和濾波器之間，所述濾波器包括電抗器4和電容器5，該電流檢測(cè)器對(duì)輸入電流IR進(jìn)行檢測(cè)。作為控制裝置的組件，標(biāo)號(hào)806表示近似微分器，它對(duì)由上述電流檢測(cè)裝置903檢測(cè)得的輸入電流IR進(jìn)行微分，標(biāo)號(hào)807表示帶通濾波器，它根據(jù)近似微分器806的輸出僅允許輸入電流IR的諧振頻帶從中通過(guò)。近似微分器806和帶通濾波器807形成了用來(lái)檢測(cè)諧振電流成分的檢測(cè)裝置。
標(biāo)號(hào)808表示用來(lái)得到輸出的比例裝置，在所述輸出中，帶通濾波器807的輸出被乘以增益K。標(biāo)號(hào)823表示減法器，用它來(lái)得到變換器電流指令I(lǐng)＊A與上述比例裝置808之輸出間的差值，所述變換器電流指令I(lǐng)＊A通過(guò)上述乘法器822得到。減法器823和比例裝置808形成了根據(jù)諧振電流成分用來(lái)改變電流指令值的控制裝置。上述裝置構(gòu)成了電流控制回路，它改變輸出變換器3的電流指令，從而使減法器823的輸出與由電流檢測(cè)裝置901測(cè)得的變換器電流IA相一致，或換一種說(shuō)法，與輸入電流IR的諧振成分相對(duì)應(yīng)。
下面將對(duì)上述第一實(shí)施例的工作情況進(jìn)行描述。
用電壓檢測(cè)裝置902對(duì)來(lái)自交流電源6的輸入電壓進(jìn)行檢測(cè)，并用相位同步電路803對(duì)輸入電壓VR的相位Φ進(jìn)行檢測(cè)。為了得到與輸入電壓VR同相的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ將檢測(cè)得的相位Φ輸入至交流正弦波參考振蕩電路804。隨后，乘法器822將幅度指令發(fā)生電路805的輸出與上述交流正弦波參考振蕩電路804的輸出相乘，從而得到變換器電流指令I(lǐng)＊A。
另一方面，通過(guò)近似微分器806對(duì)由電流檢測(cè)裝置903檢測(cè)得到的輸入電流IR進(jìn)行微分，且?guī)V波器807僅檢測(cè)諧振頻率成分。通過(guò)比例裝置808將所檢測(cè)得的輸出乘以增益系數(shù)K。用減法器823從上述變換器電流指令I(lǐng)＊A中減去比例裝置808的輸出。此外，電流控制放大器802和PWM調(diào)制電路801形成了電流控制回路，該回路用來(lái)控制變換器3的開(kāi)關(guān)元件，從而使減法器823的輸出與由電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得的變換器電流IA相一致。
這里，舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)用電流源代替變換器3和電抗器4。圖2示出了這種情況下的結(jié)構(gòu)。圖2中，標(biāo)號(hào)7表示電抗器(以下論述中，也稱(chēng)為電抗元件7)，它代表了系統(tǒng)的電抗成分，標(biāo)號(hào)8表示電流源，用它代替了上述變換器3和電抗器4。假設(shè)電容器5的電壓、系統(tǒng)之電抗器7的電感值及電容器5的電容值分別為VC、L和C，若使用傳遞函數(shù)可得到以下所示的表達(dá)式(1)、(2)。
L(dIR/dt)＝VR-VC……(1)c(dVC/dt)＝IR+IA……(2)根據(jù)表達(dá)式(1)，(2)可得到輸入電壓VR如下VR＝｛LCS2-L(IA/VC)S+1｝VC……(3)其中S為拉普拉斯算子。
參見(jiàn)圖1，用近似微分器806對(duì)輸入電流IR進(jìn)行微分，近似微分器806的輸出通過(guò)帶通濾波器807，并隨后用比例裝置808將它乘以增益系數(shù)K。接著，通過(guò)減法器823從變換器電流指令I(lǐng)＊A中減去比例裝置808的輸出。從而，變換器電流IA流通且與減法器823的輸出相重合，因此，假設(shè)上述帶通濾波器807的傳遞函數(shù)為f(s)，根據(jù)下文所示的表達(dá)式(4)所得到變換器電流IA。
IA＝KIRSf(s)＝(K/L)(VR-VC)f(s)……(4)如果將表達(dá)式(4)代入表達(dá)式(3)，則輸入電壓VR如下VR＝｛LCS2-K(VR/VC)f(s)S+kf(s)S+1｝Vc(5)上述帶通濾波器807僅允許諧振電流成分從中通過(guò)。在諧振電流成分的頻帶上，傳遞函數(shù)f(s)＝1。在其它頻帶上，f(s)＝0。這樣，可將表達(dá)式(5)表達(dá)如下。
在諧振頻帶上，建立下列表達(dá)式VC/VR＝(1+KS)/(LCS2+KS+1)……(6)在其它頻帶上，建立下列表達(dá)式VC/VR＝1+(LCS2+1)……(7)因此，在諧振頻帶上，根據(jù)表達(dá)式(6)、用選擇得的K值使功率衰減，從而抑制諧振的發(fā)生。
因而，在根據(jù)上述第一實(shí)施例之電源變換器3的控制裝置中，電流控制回路根據(jù)通過(guò)濾波器流入變換器3之電流的值和電流指令值之間的差值來(lái)控制變換器3的開(kāi)關(guān)元件、從而使上述電流值與電流指令值相同。在這個(gè)電流控制回路中，由于是根據(jù)輸入電流的諧振電流成分來(lái)改變變換器的電流指令值的，因此可抑制LC諧振。
圖3是一結(jié)構(gòu)示圖，它示出了根據(jù)第二實(shí)施例、用于電源變換器的控制裝置。圖3中，與圖1所示之第一實(shí)施例中相同的參考標(biāo)號(hào)表示同一組件。因此這里省略了對(duì)它們的描述。第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例所不同之處在于使用電流檢測(cè)裝置905來(lái)代替電流檢測(cè)裝置903，所述電流檢測(cè)裝置905對(duì)流入電容器5的電流進(jìn)行檢測(cè)，該電容器5構(gòu)成一濾波器。由電流檢測(cè)裝置905檢測(cè)得的電容器電流IC被輸入微分器806用以檢測(cè)諧振電流成分。根據(jù)諧振電流成分改變電流指令值。其它組件與第一實(shí)施例中相同。
接下來(lái)，將對(duì)第二實(shí)施例的工作情況進(jìn)行描述。圖3中，在系統(tǒng)的電抗器件7與濾波器的電容器5之間產(chǎn)生諧振電流，且電流流入電容器5。因此，通過(guò)檢測(cè)電容器電流IC，能夠控制系統(tǒng)的電抗組件7與濾波器之電容器5之間的諧振。因此，由電流檢測(cè)裝置905檢測(cè)電容器電流IC，且由近似微分器806對(duì)所測(cè)得的電流進(jìn)行微分。帶通濾波器807僅檢測(cè)諧振頻率成分，比例裝置將諧振頻率成分乘以增益系數(shù)K。通過(guò)減法器823從變換器電流指令I(lǐng)＊A中減去比例裝置808的輸出。
由減法器823得到的電流指令被輸入減法器821。在電流控制回路中，電流控制放大器802和PWM調(diào)制電路801對(duì)變換器3之開(kāi)關(guān)元件的切換進(jìn)行控制，從而使減法器823的輸出與變換器電流IA相一致，所述變換器電流IA由電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得到。
因此，根據(jù)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)使它能夠通過(guò)檢測(cè)電容器電流IC來(lái)控制諧振，所述諧振出現(xiàn)在系統(tǒng)之電抗成分7與濾波器之電容器5之間。因而，能夠?qū)㈦娏鳈z測(cè)裝置905的電流定額降至小于第一實(shí)施例的較小值。在所述第一實(shí)施例中，通過(guò)檢測(cè)輸入電流IC來(lái)控制系統(tǒng)之電抗成分7與濾波器之電容器5之間產(chǎn)生的諧振。因此，第二實(shí)施例具有這樣的效果，即，它具有與第一實(shí)施例相同的功效且降低了操作成本。
圖4是一結(jié)構(gòu)示圖，它示出了根據(jù)第三實(shí)施例的電源變換器的控制裝置。圖4中，與圖1所示第一實(shí)施例中相同的參考標(biāo)號(hào)表示同一組件。因此，這里省略了對(duì)它們描述。第三實(shí)施例中，與第一實(shí)施例不同之處在于在交流電源6與濾波器之間設(shè)置有電抗器9;設(shè)置有檢測(cè)電容器電壓VC的電壓檢測(cè)裝置904;還設(shè)置有一減法器827，它從電壓檢測(cè)裝置902檢測(cè)得到的輸入電壓VR中減去由上述電壓檢測(cè)裝置904檢測(cè)得到的電容器電壓VC，并將減法運(yùn)算所得到的輸出輸入帶通濾波器807;取消了近似微分器806，還取消了用來(lái)檢測(cè)輸入電流IR的電流檢測(cè)裝置903。其它組件與第一實(shí)施例中相同。
通常，由于系統(tǒng)的電抗成分7經(jīng)常是未知的，因而不能確定諧振頻率。所以，根據(jù)圖4所示的結(jié)構(gòu)在裝置上增加與系統(tǒng)之電抗成分相比其電感量足夠大的電抗器9，并隨后采用減法器827從電壓檢測(cè)裝置902檢測(cè)得到的輸入電壓VR中減去由電壓檢測(cè)裝置904檢測(cè)得到的電容器電壓VC從而將電壓VL加在電抗器9上。由于加在電抗器9上的VL是經(jīng)過(guò)微分的輸入電流IR，可以不用第一實(shí)施例中所使用之近似微分器得到輸入電流IR經(jīng)微分的值。
帶通濾波器807僅檢測(cè)減法器827輸出中的諧振頻率成分，比例裝置808將所檢測(cè)得到的成分乘以增益系數(shù)K。隨后，采用減法器823從變換器電流指令I(lǐng)＊A中減去比例裝置808的輸出。電流控制放大器802和PWM調(diào)制電路801形成一電流控制回路，在該回路中對(duì)變換器3的切換進(jìn)行控制，從而使減法器823的輸出與由電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的變換器電流IA相一致。
這樣，根據(jù)第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)使它能通過(guò)增加位于交流電源和濾波器之間的電抗器9來(lái)限制諧振頻率。此外，由于獲得加在電抗器9上的電壓VL，設(shè)置近似微分器的必要性被取消了，從而有利于諧振控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
換句話(huà)說(shuō)，由于根據(jù)電抗器電壓來(lái)檢測(cè)諧振成分，且根據(jù)諧振成分改變變換器電流指令，本實(shí)施例具有這樣的效果它在具備第一實(shí)施例之功效的同時(shí)能方便地構(gòu)成控制裝置。
圖5是示出了根據(jù)第四實(shí)施例之電源變換器控制裝置。圖5中，與圖1所示第一實(shí)施例中相同的參考標(biāo)號(hào)表示同一組件。參見(jiàn)圖5，參考標(biāo)號(hào)1表示一負(fù)載，標(biāo)號(hào)2表示對(duì)將加在負(fù)載1上的直流電壓進(jìn)行濾波的電容器，標(biāo)號(hào)3表示變換器主電路。標(biāo)號(hào)4、5表示分別用于濾波器的電抗器和電容器，它們置于交流電源和上述變換器3之間。標(biāo)號(hào)901表示電流檢測(cè)裝置，它對(duì)變換器電流IA進(jìn)行檢測(cè)，標(biāo)號(hào)902表示電壓檢測(cè)裝置，它檢測(cè)輸入電壓VR。
在同一圖中，800組標(biāo)號(hào)表示上述變換器3之控制裝置的組件。標(biāo)號(hào)801表示PWM調(diào)制電路，它發(fā)送用來(lái)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制的控制輸出信號(hào)PWMO，從而根據(jù)變換器電壓指令I(lǐng)＊A控制上述變換器3。標(biāo)號(hào)802表示電流控制放大器，它根據(jù)減法器821的輸出得到將加在上述PWM調(diào)制電路801的變換器電壓指令I(lǐng)＊A，所述減法器將在下文中進(jìn)行描述，從而對(duì)變換器電流進(jìn)行控制。標(biāo)號(hào)803表示相位同步電路，它根據(jù)由電壓檢測(cè)裝置902檢測(cè)得到的電壓來(lái)得出交流輸入VR的相位Φ。
標(biāo)號(hào)804表示交流正弦波參考振蕩電路，它用來(lái)得到與交流電源之輸入電壓VR同相的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ。標(biāo)號(hào)805表示輸送幅度指令的幅度指令發(fā)生電路。標(biāo)號(hào)821是一減法器，用它來(lái)得到變換器電流指令I(lǐng)＊A與變換器電流IA之間的差，其目的是將相應(yīng)于該差值的信號(hào)輸至上述電流控制放大器802，所述變換器電流指令I(lǐng)＊A由乘法器822得到，該乘法器將來(lái)自上述交流正弦波參考振蕩電路804的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ乘以來(lái)自上述幅度指令發(fā)生電路805的幅度指令。這些組件構(gòu)成了電流控制回路。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括下述新穎的組件。標(biāo)號(hào)815表示停止預(yù)告電路1，它在控制裝置使變換器電流停止為零之前發(fā)送停止告知信號(hào)至幅度指令發(fā)生電路805，且在變換器3吸收儲(chǔ)備在系統(tǒng)的電抗成分7及儲(chǔ)存在濾波器之電抗器4中的能量之后，為了避免電容器5載有過(guò)電壓，所述停止預(yù)告電路關(guān)斷控制裝置的工作。
下面將對(duì)上述第四實(shí)施例的工作情況進(jìn)行描述。
采用電壓檢測(cè)裝置902對(duì)來(lái)自交流電源6的輸入電壓VR進(jìn)行檢測(cè)，采用相位同步電路803對(duì)輸入電壓VR的相位進(jìn)行檢測(cè)。將所述檢測(cè)得到的相位Φ輸入至交流正弦波參考振蕩電路804，從而得到與輸入電壓VR同相的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ。然后，乘法器822將幅度指令發(fā)生電路805的輸出乘以上述交流正弦波參考振蕩電路804的輸出，從而得到變換器電流指令I(lǐng)＊A。
電流控制放大器802和PWM調(diào)制電路801形成了電流控制回路，它對(duì)變換器3的切換進(jìn)行控制，從而使變換器電流指令I(lǐng)＊A與電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得到的變換器電流IA相一致。因此，在正常條件下，可從交流電源6提供功率因數(shù)為1的正弦波形式的電能加至負(fù)載1上。
當(dāng)正在向負(fù)載1供電而控制裝置停止工作時(shí)，在裝置停止之前停止預(yù)告電路815輸出停止預(yù)告信號(hào)至幅度指令發(fā)生電路805。因此，幅度指令發(fā)生電路805輸出為零。當(dāng)幅度指令發(fā)生電路805的輸出變?yōu)榱銜r(shí)，變換器電流指令I(lǐng)＊A變?yōu)榱恪Ｆ浣Y(jié)果是，變換器電流I＊A變?yōu)榱悖译S后控制裝置停止工作。
裝置在變換器電流IA變?yōu)榱阒笸Ｖ构ぷ鲿r(shí)，變換器3吸收儲(chǔ)存在系統(tǒng)中電抗成份7和濾波器之電抗器4中的能量，所述能量是在裝置停止工作前向負(fù)載1輸送電能期間儲(chǔ)存的。即，在變換器吸收了儲(chǔ)存在系統(tǒng)中電抗成份7和濾波器之電抗器4中的能量之后，控制裝置停止工作。從而，電能不流入電容器5，因此電容器5上不會(huì)載有過(guò)電壓。
因此，根據(jù)第四實(shí)施例，在裝置停止工作前，停止預(yù)告電路815傳輸停止預(yù)告信號(hào)至幅度指令發(fā)生電路805。其結(jié)果為，在變換器電流變?yōu)榱愫笱b置停止工作，且隨后變換器吸收存儲(chǔ)在系統(tǒng)中電抗成份7和濾波器之電抗器4中的電能。因而，本實(shí)施例具有防止電容器5載有過(guò)電壓的作用。
圖6示出了根據(jù)第五實(shí)施例之電源變換器的控制裝置。圖6中，如圖5所示第四實(shí)施例中相同的標(biāo)號(hào)表示同一組件。因此，省略了對(duì)它們的描述。第五實(shí)施例中，與第四實(shí)施例不同之處在于在系統(tǒng)中增加了開(kāi)關(guān)10，它使裝置從系統(tǒng)上斷開(kāi);開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路810，用它來(lái)檢測(cè)開(kāi)關(guān)是否已打開(kāi);開(kāi)關(guān)811，它由開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路810之輸出來(lái)接通;輸入電壓指令發(fā)生電路812，它產(chǎn)生輸入電壓指令V＊R。
此外，第五實(shí)施例與第四實(shí)施例不同之處還在于在系統(tǒng)中增加了減法器825，它從輸入電壓指令V＊R中減去電壓，所述電壓由電壓檢測(cè)裝置902檢測(cè)得到，所述輸入電壓指令V＊R由上述輸入電壓指令發(fā)生電路812輸入;電壓控制放大器809，它根據(jù)上述減法器825的輸出來(lái)輸出控制電流，其目的是控制輸入電壓;加法器824，它將上述電壓控制放大器809之輸出與乘法器822之輸出相加并將結(jié)果輸入減法器821。
接下來(lái)，將對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的控制裝置進(jìn)行描述如下。
參見(jiàn)圖6，向負(fù)載1供電期間控制裝置停止工作時(shí)，在裝置停止之前停止預(yù)告電路815輸出停止預(yù)告信號(hào)至幅度指令發(fā)生電路805。從而，幅度指令發(fā)生電路805輸出為零，且變換器電流指令I(lǐng)＊A變?yōu)榱?。其結(jié)果為，變換器電流IA變?yōu)榱?，且隨后控制裝置停止工作。
裝置停止時(shí)，變換器3吸收存儲(chǔ)在系統(tǒng)中電抗成份7中的電能及儲(chǔ)存在濾波器之電抗器4中的電能，所述電能是裝置停止工作前向負(fù)載1供電期間儲(chǔ)存的。這時(shí)，由于濾波器的電容器5連接至系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)電容器5充電。
開(kāi)關(guān)10打開(kāi)時(shí)，裝置從系統(tǒng)中脫開(kāi)，且開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路810檢測(cè)出開(kāi)關(guān)10是打開(kāi)的。從而，由開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路810的輸出接通開(kāi)關(guān)811。開(kāi)關(guān)811接通時(shí)對(duì)電壓控制放大器809進(jìn)行控制，使來(lái)自輸入電壓指令發(fā)生電路812的輸入電壓指令V＊R與由電壓檢測(cè)裝置902檢測(cè)得到的輸入電壓VR相一致。隨后，采用加法器824將上述電壓控制放大器809的輸出加至由乘法器822輸出的變換器電流指令I(lǐng)＊A上，從而得到新的變換器電流指令。
電流控制放大器802和PWM調(diào)制電路801形成了電流控制回路，它根據(jù)減法器的輸出控制變換器3的切換操作，從而使這一新的變換器電流指令與由電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得到的變換器電流IA相一致。因而，加至電容器5的電壓是受到控制的，從而避免電容器5上載有過(guò)電壓。
因此，根據(jù)第五實(shí)施例，在裝置停止工作之前，停止預(yù)告電路815將停止預(yù)告信號(hào)輸至幅度指令發(fā)生電路805，從而使變換器電流變?yōu)榱?。在此之后，?duì)加至電容器5的電壓進(jìn)行控制。其結(jié)果是，本實(shí)施例具有防止電容器5上被載以過(guò)電壓的功能。
圖7示出了根據(jù)第六實(shí)施例、用于電源變換器之控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖7中，與圖6所示第五實(shí)施例中相同的參考標(biāo)號(hào)表示同一組件。因此，這里省略了對(duì)它們的描述。第六實(shí)施例與第五實(shí)施例的不同之處在于，在系統(tǒng)中增加了電流控制放大器813，用它根據(jù)來(lái)自上述減法器826的輸出來(lái)得到輸入電壓指令V＊R，其目的是控制輸入電流;輸入電流指令發(fā)生電路814，它產(chǎn)生輸入電流指令V＊R從而使電流為零;減法器826，它從輸入電流指令發(fā)生電路814的輸入電流指令V＊R中減去由電流檢測(cè)裝置903檢測(cè)得到的輸入電流IR。此外，本實(shí)施例與第五實(shí)施例的不同之處在于，取消了開(kāi)關(guān)10和開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路810，且在系統(tǒng)中增加了開(kāi)關(guān)811，它根據(jù)停止預(yù)告電路815的停止預(yù)告信號(hào)接通。其它結(jié)構(gòu)與第五實(shí)施例中相同。
接下來(lái)，將對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)之裝置的工作情況描述如下。
參見(jiàn)圖7，在裝置停止工作之前，根據(jù)輸自停止預(yù)告電路815的停止預(yù)告信號(hào)接通開(kāi)關(guān)811。開(kāi)關(guān)811接通時(shí)，電流控制放大器813控制電源，從而使輸入電流指令V＊R與輸入電流IR相一致，所述輸入電流指令V＊R從輸出零電流指令的輸入電流指令發(fā)生電路814中輸出，所述輸入電流IR用電流檢測(cè)裝置903檢測(cè)得到。
然后，減法器825從電流控制放大器813的輸出中減去電壓檢測(cè)裝置902的輸入電壓，電壓控制放大器809根據(jù)輸出信號(hào)將控制電流輸至加法器824。為了得出新的變換器電流指令，加法器824將上述電壓控制放大器809的輸出與由乘法器822輸出的變換器電流指令I(lǐng)＊R相加。
電流控制放大器802和PWM調(diào)制電路801形成了電流控制回路，該回路根據(jù)減法器821的輸出控制變換器3的切換，從而使這一新的變換器電流指令與由電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得到的變換器電流IA相一致。根據(jù)這一系統(tǒng)，裝置在輸入電流IR為零后停止工作。因此，即使裝置未從系統(tǒng)上被分離開(kāi)，電容器5亦不會(huì)被系統(tǒng)充電。裝置停止工作時(shí)，電容器5上不會(huì)加有過(guò)電壓。
因此，根據(jù)上述第六實(shí)施例，裝置停止工作前，停止預(yù)告電路815輸送一停止預(yù)告信號(hào)使輸入電流為零，從而停止裝置的工作。即使不將裝置從系統(tǒng)中脫開(kāi)，電容器5亦不會(huì)被充電。裝置停止工作時(shí)，電容器5上不會(huì)載有過(guò)電壓。
圖8是一結(jié)構(gòu)圖，它示出了根據(jù)第七實(shí)施例用于電源變換器的控制裝置。圖8中，參考標(biāo)號(hào)1表示負(fù)載，標(biāo)號(hào)2表示電容器，它對(duì)將供給負(fù)載1的直流電壓進(jìn)行濾波，標(biāo)號(hào)3表示變換器主電路。標(biāo)號(hào)4和5分別表示濾波器的電抗器和一電容器，它們置于交流電源6和上述變換器3之間。標(biāo)號(hào)901表示電流檢測(cè)裝置，它檢測(cè)變換器電流IA，標(biāo)號(hào)902表示電壓檢測(cè)裝置，它檢測(cè)輸入電壓VR。標(biāo)號(hào)903表示電流檢測(cè)裝置，為了檢測(cè)輸入電流R，將該電流檢測(cè)裝置設(shè)置在交流電源6與濾波器之間，所述濾波器由電抗器4和電容器5構(gòu)成。標(biāo)號(hào)904表示電壓檢測(cè)裝置，它檢測(cè)濾波器的電容器電壓。
在同一圖中，800組的標(biāo)號(hào)表示上述變換器3之控制裝置的組件。標(biāo)號(hào)801表示PWM調(diào)制電路，它輸送用來(lái)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制的控制輸出信號(hào)PWMO，用以根據(jù)變換器電壓指令I(lǐng)＊A來(lái)控制上述變換器3。標(biāo)號(hào)802表示電流控制放大器，它根據(jù)減法器821的輸出，得到將加至上述PWM調(diào)制電路801的變換器電壓指令I(lǐng)＊A，其目的在于控制變換器電流，所述減法器將在下文中進(jìn)行描述。標(biāo)號(hào)803表示相位同步電路，它根據(jù)由電壓檢測(cè)裝置902檢測(cè)得到的電壓來(lái)得到交流輸入VR的相位Φ。
標(biāo)號(hào)804表示交流正弦波參考振蕩電路，用它來(lái)得到與交流電源之輸入電壓VR同相的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ。標(biāo)號(hào)805表示幅度指令發(fā)生電路，它輸送振幅指令，當(dāng)?shù)玫綇耐Ｖ诡A(yù)告電路815中發(fā)出的停止預(yù)告信號(hào)時(shí)，該電路發(fā)送出零輸出信號(hào)，所述停止預(yù)告電路815將在下文中進(jìn)行描述。標(biāo)號(hào)809表示電壓控制放大器，它根據(jù)下文所述之減法器輸出而輸出變換器電流指令I(lǐng)＊A，其目的在于控制電容器電壓VC。標(biāo)號(hào)813表示電流控制放大器，它根據(jù)來(lái)自下文所述之減法器的輸出來(lái)得到電容器電壓指令V＊C，其目的在于控制輸入電流IR。
標(biāo)號(hào)815表示停止預(yù)告電路，它在裝置停止工作前，輸送停止預(yù)告信號(hào)至幅值指令發(fā)生電路805，從而使輸入電流指令V＊R為零。隨后，裝置停止工作時(shí)，防止電容器5上載有過(guò)電壓。標(biāo)號(hào)821表示減法器，用它得出變換器電流指令I(lǐng)＊A與變換器電流IA之間的差，并將相應(yīng)于該差值的信號(hào)傳送至上述電流控制放大器802，所述變換器電流指令I(lǐng)＊A由上述電流控制乘法器809得到，所述變換器電流IA由電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得到。
標(biāo)號(hào)822表示乘法器，它將來(lái)自交流正弦參考振蕩電路804的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ乘以來(lái)自幅值發(fā)生電路805的幅值指令，以得出輸入電流指令V＊R。標(biāo)號(hào)825表示減法器，它從來(lái)自電流控制放大器813的電容器電壓指令VC中減去由電壓檢測(cè)裝置902檢測(cè)得到的電壓值。標(biāo)號(hào)826表示減法器，它從來(lái)自乘法器822的輸入電流指令I(lǐng)R中減去由電流檢測(cè)裝置903檢測(cè)得到的輸入電流IR。
然后，下面將對(duì)根據(jù)第七實(shí)施例之裝置的工作情況進(jìn)行描述。參見(jiàn)圖8，控制裝置包括一電流小回路，它控制變換器電流IA;一個(gè)電壓小回路，它控制電容器電壓VC以及一電流控制回路，它控制輸入電流IR。電壓檢測(cè)裝置902檢測(cè)輸入電壓VR，并由相位檢測(cè)電路803檢測(cè)輸入電壓VR的相位Φ。檢測(cè)得到的相位Φ被輸入至交流正弦波參考振蕩電路804。其結(jié)果是，得到與電壓VR同相的交流正弦波參考信號(hào)sinΦ。
乘法器822將上述交流正弦波參考振蕩電路804的輸出乘以幅值指令發(fā)生電路805的輸出，并輸出輸入電流指令I(lǐng)＊R。電流控制放大器813根據(jù)減法器826的輸出進(jìn)行工作。用減法器813來(lái)得到輸入電流指令I(lǐng)＊R與輸入電流IR間的差，并輸出電容器電壓指令V＊C，從而使差值為零。由此對(duì)輸入電流IR進(jìn)行控制，所述輸入電流指令V＊R是上述乘法器822的輸出，所述輸入電流IR由電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得到。
將電容器電壓指令V＊A輸入至減法器825，所述電容器電壓指令V＊C得出電容器電壓指令V＊C和由電壓檢測(cè)裝置904檢測(cè)得到的電容器電壓VC間的差值。減法器825的輸出輸入至電壓控制放大器809。電壓控制放大器809輸出變換器電流指令I(lǐng)、+＊A，以便電容器電壓指令V＊C與電容器電壓VC間的差值為零，從而對(duì)電容器電壓VC進(jìn)行控制，所述電容器電壓指令V＊C為電流控制放大器813的輸出，所述電容器電壓VC由電壓檢測(cè)裝置904檢測(cè)得到。
變換器電流指令I(lǐng)＊A輸入減法器821，該變換器電流指令I(lǐng)＊A是上述電壓控制放大器809的輸出。用減法器821得到變換器電流指令I(lǐng)＊A和由電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得的變換器電流指令I(lǐng)A間的差值。減法器821的輸出被輸入電流控制放大器802。電流控制放大器802輸出變換器電壓指令I(lǐng)＊A，使變換器電流指令I(lǐng)＊A與變換器電流IA間的差值為零，從而對(duì)變換器電流IA進(jìn)行控制。所述變換器電流指令I(lǐng)＊A是電壓控制放大器809的輸出，所述變換器電流IA由電流檢測(cè)裝置901檢測(cè)得到。隨后，變換器電壓指令V＊A(它是電流控制放大器802的輸出)被加至PWM調(diào)制電路801，且PWM調(diào)制電路801的輸出控制變換器3的開(kāi)關(guān)切換。
根據(jù)上述第七實(shí)施例，在正常條件下，可從交流電源6輸出功率因數(shù)為1的、正弦波電流形式的電能加至負(fù)載1。輸入電流指令I(lǐng)＊A為正弦波，且電流控制放大器813能比諧頻率更快速地響應(yīng)。所述諧振頻率由電抗器9和電容器5產(chǎn)生。因此，能夠?qū)τ捎陔娍蛊?和電容器5產(chǎn)生的諧振進(jìn)行控制。
當(dāng)正在向負(fù)載1供電期間控制裝置停止工作時(shí)，停止預(yù)告電路815輸出停止預(yù)告信號(hào)。當(dāng)停止預(yù)告電路815輸出停止預(yù)告信號(hào)時(shí)，幅值指令發(fā)生電路805輸出為零。若幅值指令發(fā)生電路805的輸出變?yōu)榱悖斎腚娏髋領(lǐng)＊A變?yōu)榱?。若輸入電流指令I(lǐng)＊A變?yōu)榱?，輸入電流IR變?yōu)榱?，由此使裝置停止工作。由于在輸入電流變?yōu)榱愫蟛攀寡b置停止，即使裝置未從系統(tǒng)中脫離，電容器5不會(huì)載有過(guò)電壓。
根據(jù)上述第七實(shí)施例，根據(jù)諧振成分，電流控制回路的電流指令值被改變，所述回路控制流過(guò)變換器3的控制電流。所述諧振成分由系統(tǒng)中的電抗成份與濾波器之電容器5產(chǎn)生，且在裝置停止工作前控制流過(guò)變換器3的電流為零。因此，本實(shí)施例能夠避免諧振，并進(jìn)而在裝置停止工作時(shí)防止濾波器的電容器5載有過(guò)電壓。
上述各實(shí)施例都是關(guān)于變換器3的單個(gè)一相。這些實(shí)施例可適用于圖10b所示帶有開(kāi)關(guān)元件S5-S10的三相全波橋式結(jié)構(gòu)的變換器。
各個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)將在下文進(jìn)行描述。在第一實(shí)施例中，根據(jù)輸入電流的諧振成分來(lái)改變變換器電流指令，從而抑制LC諧振。
在第二實(shí)施例中，變換器電流指令根據(jù)電容器電流的諧振成分而改變。因此，第二實(shí)施例除具有第一實(shí)施例的功效外，還降低了操作成本。
第三實(shí)施例中，變換器電流根據(jù)諧振成份由電抗器電壓予以改變。因此，除了一實(shí)施例的作用外，它還能方便地建立控制電路。
第四實(shí)施例中，通過(guò)在裝置停止工作前使變換器電流為零，在裝置停止工作前變換器吸收儲(chǔ)存在系統(tǒng)中電抗成份中的能量及儲(chǔ)存在濾波器的電容器中的能量。因此，使電容器不致于載有過(guò)電壓。
第五實(shí)施例中，在裝置停止工作前將裝置與系統(tǒng)分離，由此控制加至電容器的電壓。因而，使電容器不致載有過(guò)電壓。
第六實(shí)施例中，在裝置停止工作前使輸入電流為零。因而，即使不將裝置與系統(tǒng)分離開(kāi)，系統(tǒng)也不會(huì)對(duì)電容器充電。裝置停止工作時(shí)，電容器上不載有過(guò)電壓。
第七實(shí)施例中，通過(guò)控制輸入電流，它能夠建立起除了第三及第六實(shí)施例所具有的功效之外的電路。
權(quán)利要求
1.一種控制電源變換器的電源變換控制裝置，所述電源變換器帶有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，它將交流電流變換為直流電流從而輸出直流電至負(fù)載，其特征在于，所述控制裝置包括濾波器，它包括置于交流電源和所述電源變換器之間的電抗器和電容器；諧振檢測(cè)裝置，它對(duì)諧振成分進(jìn)行檢測(cè)，所述諧振成分由所述交流電源和所述濾波器之所述電容器間存在的系統(tǒng)電抗成分產(chǎn)生；變換電流檢測(cè)裝置，它檢測(cè)通過(guò)所述濾波器流入所述電源變換器的變換器電流；輸入電壓檢測(cè)裝置，它檢測(cè)由所述交流電源輸出的輸入電壓；電流指令值發(fā)生裝置，它根據(jù)由所述電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得的電壓和一個(gè)幅度指令，得到用于所述電源變換器的電流指令值；電流指令值控制裝置，它根據(jù)由所述諧振檢測(cè)裝置測(cè)得到的諧振成分改變由所述電流指令值發(fā)生裝置輸出的所述電流指令值；電流控制裝置，它根據(jù)所述電流指令值與電流值間的差得出電壓指令值，并隨后根據(jù)所述電壓指令值控制所述電源變換器的開(kāi)關(guān)元件，所述電流指令值由電流指令值控制裝置輸出，所述電流值由所述變換器電流檢測(cè)得到。
2.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述諧振裝置包括輸入電流檢測(cè)裝置，它檢測(cè)來(lái)自所述交流電源的輸入電流;微分器，它對(duì)由所述輸入電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流進(jìn)行微分;和帶通濾波器，從中通過(guò)所述微分器的輸出，得到輸入電流的諧振頻率成分。
3.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述諧振裝置包括電容器電流檢測(cè)裝置，它檢測(cè)由所述交流電源流入所述濾波電容器的電流;微分器，它對(duì)由所述電容器的電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流進(jìn)行微分;和帶通濾波器，從中通過(guò)所述微分器的輸出，得到輸入電流的諧振頻率成分。
4.如權(quán)利要求1所述控制裝置，其特征在于，所述諧振檢測(cè)裝置包括一電抗器，它檢測(cè)所述交流電源與濾波器之間的諧振;一電容器電壓檢測(cè)裝置，它檢測(cè)所述濾波器的電容器電壓;一減法器，它從由所述輸入電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓中減去由所述電容器電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓，從而得到加在所述電抗器上的電壓;一帶通濾波器，從中通過(guò)所述減法器的輸出，從而得到輸入電流的諧振頻率成分。
5.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述電流指令值發(fā)生裝置包括一幅度指令發(fā)生電路，它產(chǎn)生由所述電源變換器輸出之電流的幅度指令;一相位同步電路，它根據(jù)由所述輸入電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓來(lái)得到交流輸入的相位;一交流正弦波參考振蕩電路，用它得到與所述交流輸入同相的交流正弦波參考信號(hào);和一乘法器，它將來(lái)自所述交流正弦波參考振蕩電路的所述交流正弦波參考信號(hào)乘以來(lái)自所述幅度指令發(fā)生電路的所述幅度指令，從而得到電流指令值。
6.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述電流指令值控制裝置包括一比例裝置，用它得到一輸出，該輸出中由所述諧振檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的輸出被乘以預(yù)定的增益系數(shù);和一減法器，用它得到由所述電流指令發(fā)生裝置輸出的電流指令值與所述比例裝置之輸出間的差值。
7.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述電流控制裝置包括一減法器，用它來(lái)得出從所述電流指令值控制裝置輸出的電流指令值與由所述變換器電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流值之間的差值;一電流控制放大器，用它來(lái)根據(jù)所述減法器的輸出來(lái)得出電壓指令，從而控制變換器電流;和一脈沖寬度調(diào)制電路，它發(fā)送用于脈沖寬度調(diào)制的控制輸出，從而根據(jù)由所述電流控制放大器輸出的電壓指令值來(lái)控制所述電源變換器。
8.一種用來(lái)控制電源變換器的電源變換器控制裝置;所述電源變換器具有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，它將交流電流變換為直流電流從而向負(fù)載提供直流輸出，其特征在于，所述控制裝置包括一濾波器，它包括置于交流電源和所述電源變換器之間的電抗器和電容器;一變換器電流檢測(cè)裝置，它對(duì)通過(guò)所述濾波器流入所述電源變換器的變換器電流進(jìn)行檢測(cè);一輸入電壓檢測(cè)裝置，它檢測(cè)從所述交流電源輸出的輸入電壓;一電流指令值發(fā)生裝置，用以根據(jù)由所述電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓和幅度指令獲得用于電源變換器的電流指令值;一電流控制裝置，用它根據(jù)一差值得到電壓指令值，所述差值為由所述電流指令值發(fā)生裝置輸出的電流值與由所述變換器電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流值間的差，并隨后根據(jù)所述電壓指令值控制所述電源變換器的開(kāi)關(guān)元件;和一停止預(yù)告電路，它在裝置停止工作前輸出停止預(yù)告信號(hào)至所述電流指令值發(fā)生裝置，并對(duì)用于所述電源變換器的電流指令值進(jìn)行控制，從而將該值改變?yōu)榱恪?br> 9.如權(quán)利要求8所述的控制裝置，其特征在于，還包括使所述交流電源和所述控制裝置相互分離的開(kāi)關(guān);開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路，它檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)是否斷開(kāi);一輸入電壓指令發(fā)生電路，它產(chǎn)生輸入電壓指令;一減法器，它從輸自所述電壓指令發(fā)生電路的輸入電壓值中減去由所述輸入電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓值;一電壓控制放大器，它根據(jù)所述減法器的輸出而輸出控制電流，從而控制輸入電壓;一加法器，它將通過(guò)所述控制開(kāi)關(guān)得到的所述電壓控制放大器之輸出與由所述電流指令發(fā)生裝置輸出的電流指令值相加，從而得到將要輸入所述電流控制裝置的新的電流指令值。
10.如權(quán)利要求8所述的控制裝置，其特征在于，還包括一輸入電流檢測(cè)裝置，它檢測(cè)來(lái)自交流電源的輸入電流;一輸入電流指令發(fā)生電路，它產(chǎn)生輸入電流指令;一第一減法器，它從輸自所述輸入電流發(fā)生電路的輸入電流指令值中減去由所述輸入電流裝置檢測(cè)得到的電流值;一電流控制放大器，它根據(jù)所述第一減法器的輸出而輸出輸入電壓指令，從而控制輸入電流;一第二減法器，它從由所述電流控制放大器輸出的輸入電壓值中減去由所述輸入電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓值;一電壓控制放大器，它根據(jù)所述第二減法器的輸出而輸出控制電流;一控制開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)是受控制的，從而根據(jù)由所述停止預(yù)告電路輸出的停止預(yù)告信號(hào)接通所述開(kāi)關(guān);和一加法器，它使通過(guò)所述控制開(kāi)關(guān)得到的所述電壓控制放大器之輸出與由所述電流指令發(fā)生裝置輸出的電流指令值相加。從而得到將加至所述電流控制裝置的新的電流指令值。
11.如權(quán)利要求8所述的控制裝置，其特征在于，所述電流指令值發(fā)生裝置包括一幅度指令發(fā)生電路，它產(chǎn)生由所述電源交換器輸出之電流的幅度指令;一相位同步電路，它根據(jù)由所述輸入電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓來(lái)得出交流輸入的相位;一交流正弦波參考振蕩電路，用它來(lái)得到與所述交流輸入同相的交流正弦參考信號(hào);和一乘法器，它將輸自所述交流正弦波參考振蕩電路的所述交流正弦參考信號(hào)乘以輸自所述幅度指令發(fā)生電路的所述幅度指令，從而得到電流指令值。
12.如權(quán)利要求8所述的控制裝置，其特征在于，所述電流控制裝置包括一減法器，用它來(lái)得到由所述電流指令值控制裝置輸出的電流指令值與所述變換器電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流值之間的差值;一電流控制放大器，它根據(jù)所述減法器的輸出來(lái)得到電壓指令值，從而控制變換器電流;和脈沖寬度調(diào)制控制電路，它發(fā)送用于脈沖寬度調(diào)制的控制輸出，從而根據(jù)由所述電流控制放大器輸出的電壓指令值來(lái)控制所述電源變換器。
13.一種用來(lái)控制電源變換器的電源變換器控制裝置，所述電源變換器帶有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件，且它將交流電流變換為直流電流從而向負(fù)載提供直流輸出，其特征在于，所述控制裝置包括一濾波器，它包括置于交流電源和所述電源變換器之間的電抗器和電容器;一諧振檢測(cè)電抗器，它置于所述交流電源和所述濾波器之間;一輸入電流檢測(cè)裝置，檢測(cè)通過(guò)所述諧振檢測(cè)電抗器流入所述濾波器的輸入電流;一電容器電壓檢測(cè)裝置，它檢測(cè)所述濾波器的電容器電壓;一變換器電流檢測(cè)裝置，它檢測(cè)通過(guò)所述濾波器流入所述電源變換器的變換器電流;一輸入電流控制裝置，它根據(jù)由所述輸入電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得出的電壓和幅度指令來(lái)得出輸入電流指令值，并隨后得到一輸出，在該輸出中，從所述輸入電流指令值中減去由所述輸入電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流值，從而控制輸入電流;一電容器電壓控制裝置，它根據(jù)所述輸入電流控制裝置的輸出而得到電容器電壓指令值，并隨后得到一輸出，在該輸出中，從所述電容器電壓指令中減去由所述電容器電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓值，從而控制電容器電壓;一電流控制裝置，它根據(jù)所述電容器電壓控制裝置的輸出而得到變換器電流指令值，并隨后根據(jù)一輸出來(lái)控制所述電源變換器的開(kāi)關(guān)元件，在所述輸出中，從所述變換器電流值中減去由所述變換器電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流值，從而控制變換電流;且還包括一停止預(yù)告電路，它在所述裝置停止工作前輸出停止預(yù)告信號(hào)至所述輸入電流控制裝置，并對(duì)用于電流變換器的電流指令值進(jìn)行控制，從而改變?cè)撝禐榱恪?br> 14.如權(quán)利要求13所述的控制裝置，其特征在于，所述輸入電流控制裝置包括一幅度指令發(fā)生電路，它產(chǎn)生用于由所述電源變換器輸出之電流的幅度指令;一相位同步電路，它根據(jù)由所述輸入電壓檢測(cè)裝置得到的電壓得出交流輸入的相位;一交流正弦波參考振蕩電路，用它得到與所述交流輸入同相的交流正弦波參考電壓;一乘法器，它將由所述交流正弦波參考振蕩電路輸出的所述交流正弦波參考信號(hào)乘以來(lái)自所述幅度指令發(fā)生電路的所述幅度指令，從而得到輸入電流指令值;且還包括一減法器，它從所述輸入電流指令值中減去由所述輸入電流檢測(cè)得到的電流值。
15.如權(quán)利要求13所述的控制裝置，其特征在于，所述電容器電壓控制裝置包括一電流控制放大器，它根據(jù)所述輸入電流控制裝置的輸出得到電容器電壓指令值;一減法器，它從所述電容器電壓指令值中減去由所述電容器電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電壓值。
16.如權(quán)利要求13所述的控制裝置，其特征在于，所述電流控制裝置包括一電壓控制放大器，它根據(jù)所述電容器電壓控制裝置的輸出得到變換器電流指令值;一減法器，它從所述變換器電流指令值中減去由所述變換器電流檢測(cè)裝置檢測(cè)得到的電流值;一電流控制放大器，它根據(jù)所述減法器的輸出得到電壓指令值，從而控制變換器電流;且還包括一用來(lái)控制電路的脈沖寬度調(diào)制裝置，它發(fā)送用于脈沖寬度調(diào)制的控制輸出，從而根據(jù)由所述電流控制放大器輸出的電壓指令值來(lái)控制所述電源變換器。
全文摘要
一種電源變換器的控制裝置，其中，由所測(cè)得相位得到與輸入電壓同相的交流正弦波參考信號(hào)。乘法器根據(jù)該信號(hào)得出變換器電流指令。另外，近似微分器對(duì)輸入電流進(jìn)行微分，并由帶通濾波器測(cè)出諧振頻率成分。比例裝置將諧振頻率成分乘以增益系數(shù)，減法器從變換器電流指令中減去相乘后的結(jié)果。電流控制放大器和PWM調(diào)制電路控制變換器，使減法器之輸出與變換器電流相一致。
文檔編號(hào)H02M1/42GK1102518SQ94108479
公開(kāi)日1995年5月10日 申請(qǐng)日期1994年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月19日
發(fā)明者池田滕已, 山本融真 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社