元111,且圖3中的參考 電流信號(hào)C和交流電流信號(hào)i.實(shí)際上是其對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào),因此,比例諧振控制單元114 在采用比例諧振控制策略形成第一交流電流信號(hào)1。。。&。1,可W采用雙線性變換法實(shí)現(xiàn)比例 諧振的計(jì)算得到第一交流電流信號(hào)具體如下:
[0071] 在某一時(shí)刻k,icDntmi化)的表達(dá)式為: 陽(yáng)072] !control化)=n〇e化)+nie化-l)+n2e化-2)-diic〇ntr〇i&-l)-d2ic〇ntr〇i&-2) (D; 陽(yáng)07引其中,在該式(1)中,e化-1)和e化-扣分別為第k-1時(shí)刻和第k-2時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電 流信號(hào)e,1。。。,"1化-1)和1。。。,"1化-扣分別為第k-1時(shí)刻和第k-2時(shí)刻輸出的1。。。,"1,在首 次和第二次執(zhí)行運(yùn)段程序的時(shí)候,e化-1)、e化-2)、化-1)和化-2)的取值均為 0。
[0074]其中,辦)=/:腳-W) ( 2 );
[007引 e似為第k時(shí)刻輸出的電流采樣值(即交流電流信號(hào)U與參考電流信號(hào)(參考 電流信號(hào)i/)之間的差。L可W為信號(hào)發(fā)生模塊110采用的離散頻率,則式(1)中的其余 參數(shù)的可W按照下述公式(3)中提供的公式計(jì)算得到。
[0077] 計(jì)算得到各個(gè)參數(shù)后,就可W采用公式(I)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的第一交流電流信號(hào) !controlO
[007引參見圖2,交流恒流源模塊120用于對(duì)第一交流電流信號(hào)進(jìn)行放大處理得 到第二交流電流信號(hào)L,并將第二交流電流信號(hào)L轉(zhuǎn)換成第一交流電壓信號(hào)Uw將第一交 流電壓信號(hào)Uw反饋至信號(hào)發(fā)生模塊110。交流恒流源模塊120還用于輸出第二交流電流 信號(hào)Is。其中,需要說(shuō)明的是,交流恒流源模塊120和信號(hào)發(fā)生模塊110的工作過(guò)程是不 斷反饋循環(huán)的過(guò)程,交流恒流源模塊120每輸出一個(gè)電流信號(hào),都會(huì)向信號(hào)發(fā)生模塊110反 饋該電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào),因此,此處的第一交流電壓信號(hào)Uw可W用于信號(hào)發(fā)生模塊 110在當(dāng)前周期的下一周期中生成第一交流電流信號(hào)1。。。,"1。
[0079] 進(jìn)一步地,如圖2所示,交流恒流源模塊120包括:線性電流源單元121和電流傳 感器單元122。線性電流源單元121與電流傳感器122單元連接,且線性電流源單元121和 電流傳感器單元122分別與信號(hào)發(fā)生模塊110連接。
[0080] 電流傳感器單元122用于將第二交流電流信號(hào)L轉(zhuǎn)換成第一交流電壓信號(hào)U1。,并 將第一交流電壓信號(hào)Uw反饋至信號(hào)發(fā)生模塊110。實(shí)際應(yīng)用中,電流傳感器單元122可W 包括電流傳感器。
[0081] 線性電流源單元121的輸出端的電壓信號(hào)為第二交流電壓信號(hào)U。,信號(hào)發(fā)生模 塊110還用于獲取第二交流電壓信號(hào)U。,將第二交流電壓信號(hào)U。轉(zhuǎn)換成第二直流電壓信 號(hào),根據(jù)第二直流電壓信號(hào)采用預(yù)設(shè)算法計(jì)算交流電壓的幅值得到第一直流電壓信號(hào)U/。 具體地,信號(hào)發(fā)生模塊110還可W包括:計(jì)算單元117,計(jì)算單元117用于獲取第二交流 電壓信號(hào)U。,將第二交流電壓信號(hào)U。轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的第二直流電壓信號(hào),根據(jù)第二直流電壓 信號(hào)采用預(yù)設(shè)算法計(jì)算得到第一直流電壓信號(hào)U/。具體地,計(jì)算單元117可W根據(jù)公式 K=[/0 +口~5)F, 計(jì)算第一直流電壓信號(hào)町。實(shí)際應(yīng)用中,線性電流源單元121 中可W設(shè)置高壓運(yùn)放。其中,需要說(shuō)明的是,該公式中采用第二交流電壓信號(hào)的符號(hào)U。代 表對(duì)應(yīng)的第二直流電壓信號(hào)。
[0082] 具體地,如圖4所示,其示出的是交流恒流源模塊120在實(shí)際應(yīng)用中的一種結(jié)構(gòu)示 意圖。參見圖4,線性電流源單元121包括高壓運(yùn)放1211,電流傳感器單元122包括電流傳 感器1221。高壓運(yùn)放1211可W為TI公司的0PA549T高壓運(yùn)放,該高壓運(yùn)放具有單雙極性 供電、輸出電流達(dá)8A、峰值電流可達(dá)IOA的特點(diǎn),無(wú)需進(jìn)行擴(kuò)流設(shè)計(jì)即可得到幅值相對(duì)較大 的電流信號(hào)。電流傳感器1221主要可W為霍爾電流傳感器,參見圖4可知,電流傳感器單 元122還可W包括采樣電阻R。,,該采樣電阻R。,具有高精度低溫漂等特點(diǎn),電流傳感器1221 可W為CSMOOXA系列的霍爾電流傳感器,該CSMOOXA系列的霍爾電流傳感器的傳感器性度 高、低溫漂。在本實(shí)用新型實(shí)施例中,采用霍爾電流傳感器簡(jiǎn)化了采樣電阻的設(shè)計(jì)。
[0083] 可選地,如圖2所示,信號(hào)發(fā)生模塊110還包括:顯示單元116,該顯示單元 116用于顯示第二交流電流信號(hào)L。該顯示單元116可W為液晶顯示器(英文=Liquid 化ystalDisplay,簡(jiǎn)稱:LCD),顯示單元116可W實(shí)時(shí)顯示第二交流電流信號(hào)LW及其他的 電流、電壓等的變化情況,工作人員可W通過(guò)顯示單元116對(duì)信號(hào)發(fā)射裝置10的發(fā)射信號(hào) 進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0084] 進(jìn)一步地,如圖2所示,信號(hào)發(fā)射裝置00還包括:電源模塊130。
[00財(cái)電源模塊130分別與信號(hào)發(fā)生模塊110和交流恒流源模塊120連接,用于向信號(hào) 發(fā)生模塊110和交流恒流源模塊120供電。
[0086] 信號(hào)發(fā)生模塊110還用于將第一直流電壓信號(hào)U。專輸至電源模塊130,電源模塊 130用于采用比例積分(英文:P;ropcxrtionalIntegral,簡(jiǎn)稱:PI)控制策略對(duì)第一直流電 壓信號(hào)U/進(jìn)行控制得到第=直流電壓信號(hào)UW,并輸出第=直流電壓信號(hào)IV,根據(jù)第=直 流電壓信號(hào)IV向交流恒流源模塊120中的線性電流源單元121供電。
[0087] 進(jìn)一步地,如圖2所示,電源模塊130包括:開關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31、電池電源132和降 壓?jiǎn)卧?33。
[0088] 電池電源132分別與開關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31和降壓?jiǎn)卧?33連接,且降壓?jiǎn)卧?33分 別與信號(hào)發(fā)生模塊110和電流傳感器單元122連接,開關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31分別與信號(hào)發(fā)生模 塊110和線性電流源單元121連接。
[0089] 降壓?jiǎn)卧?33用于對(duì)電池電源132的電壓信號(hào)進(jìn)行第一降壓處理得到第一電壓信 號(hào)Ui,采用第一電壓信號(hào)Ui向信號(hào)發(fā)生模塊110供電。
[0090] 降壓?jiǎn)卧?33還用于對(duì)電池電源132的電壓信號(hào)進(jìn)行第二降壓處理得到第二電壓 信號(hào)恥采用第二電壓信號(hào)Uz向電流傳感器單元122供電。
[0091] 信號(hào)發(fā)生模塊110還用于將第一直流電壓信號(hào)U。專輸至開關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31,開關(guān) 恒壓?jiǎn)卧?31用于采用PI控制策略根據(jù)第一直流電壓信號(hào)U/對(duì)電池電源132的電壓信號(hào) 進(jìn)行處理得到第=直流電壓信號(hào)IV,并采用第=直流電壓信號(hào)IV向線性電流源單元131 供電。采用開關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31可W避免線性方案中負(fù)載阻抗較小,晶體管過(guò)多消耗電源導(dǎo) 致效率低的問題。
[0092] 其中,降壓?jiǎn)卧?33可W包括直流-直流轉(zhuǎn)換(英文:Direct化rrent-Direct 化rrentConversion,簡(jiǎn)稱:DC-DC)。降壓?jiǎn)卧?33主要為信號(hào)發(fā)生模塊110和電流傳感器 單元122提供電源,降壓?jiǎn)卧?33可W采用DC-DC電源忍片實(shí)現(xiàn)。
[0093] 進(jìn)一步地,如圖2所示,開關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31包括:驅(qū)動(dòng)電路子單元1311和PI控制 子單元1312。
[0094] 驅(qū)動(dòng)電路子單元1311分別與電池電源132、線性電流源單元121、PI控制子單元 1312連接,PI控制子單元1312與信號(hào)發(fā)生模塊110連接。
[0095] 驅(qū)動(dòng)電路子單元1311用于對(duì)電池電源132的電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到第S直流電 壓信號(hào)IV,并將第=直流電壓信號(hào)IV傳輸至PI控制子單元1312。
[0096] 信號(hào)發(fā)生模塊110還用于將第一直流電壓信號(hào)U/傳輸至PI控制子單元1312,PI 控制子單元1312用于確定第一直流電壓信號(hào)U/和第=直流電壓信號(hào)UW的誤差信號(hào),對(duì)誤 差信號(hào)進(jìn)行PI控制處理,并將處理后的誤差信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)電路子單元1311。驅(qū)動(dòng)電路 子單元1311還用于根據(jù)處理后的誤差信號(hào)對(duì)第=直流電壓信號(hào)IV進(jìn)行調(diào)節(jié),使得第=直 流電壓信號(hào)IV等于第一直流電壓信號(hào)U/,并采用第=直流電壓信號(hào)IV向線性電流源單元 121供電。
[0097] 具體地,請(qǐng)參考圖5,其示出的是一種開關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31在實(shí)際應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)示意 圖,參見圖5,開關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31包括:驅(qū)動(dòng)電路子單元1311和PI控制子單元1312。驅(qū)動(dòng) 電路子單元1311分別與電池電源132、線性電流源單元121、PI控制子單元1312連接,PI 控制子單元1312與信號(hào)發(fā)生模塊110連接。
[0098] 實(shí)際應(yīng)用中,驅(qū)動(dòng)電路子單元1311的實(shí)際結(jié)構(gòu)可W為Boost電路,該Boost電 路中,U為電池電源132的輸出電壓,該Boost電路還包括:用于儲(chǔ)存能量的電流傳感 器L,開關(guān)二極管D,開關(guān)MOS管Q,輸入濾波電容Cs,輸出濾波電容Co;電壓采樣電阻 Rm和Rfi2,驅(qū)動(dòng)電路子單元1311的輸出電壓為第S直流電壓信號(hào)IV。PI控制子單元 除了PI控制外,還可W包括化494忍片、電阻、電容,TL494是專用的脈寬調(diào)制(英文: PulseWi化hMo化lation,簡(jiǎn)稱:PWM)生成忍片,內(nèi)部自帶誤差比較放大器。此外,PI控制子 單元還可W包括PWM驅(qū)動(dòng)電路。PWM驅(qū)動(dòng)電路主要由IR系列驅(qū)動(dòng)忍片組成,PI控制得到的 控制信號(hào)經(jīng)過(guò)PWM驅(qū)動(dòng)電路輸出到開關(guān)MOS管Q,可W克服MOS管的寄生電容影響。
[0099] 其中,開關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31的工作原理可W包括:計(jì)算單元117根據(jù)線性電流源單元 121輸出端的第二交流電壓信號(hào)U。,并將第二交流電壓信號(hào)U。轉(zhuǎn)換成第二直流電壓信號(hào),根 據(jù)第二直流電壓信號(hào)采