CN104702136B - 修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路及控制方法 - Google Patents
修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路及控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104702136B CN104702136B CN201310664881.2A CN201310664881A CN104702136B CN 104702136 B CN104702136 B CN 104702136B CN 201310664881 A CN201310664881 A CN 201310664881A CN 104702136 B CN104702136 B CN 104702136B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- signal
- circuit
- pulse
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000003079 width control Methods 0.000 claims abstract description 43
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 28
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 20
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 10
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 6
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000012887 quadratic function Methods 0.000 description 3
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0016—Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters
- H02M1/0022—Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters the disturbance parameters being input voltage fluctuations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路及方法,所述稳压控制电路包括信号运算电路和脉宽调节电路,信号运算电路用于检测直流输入电压并进行运算后输出脉宽控制信号,脉宽调节电路用于根据脉宽控制信号输出相应占空比的PWM脉冲信号控制DC/AC逆变电路。所述稳压控制方法为根据直流输入电压通过传递函数实时计算修正波车载逆变器输出电压占空比的目标值,进行调整PWM脉冲信号占空比为所述目标值,使逆变器输出电压符合额定电压,从而实现输出电压稳定。实施本发明的有益效果是:PWM脉冲信号占空比随直流输入电压自动调整,当直流输入电压变化时,交流输出电压不仅保持稳定,并且调整特征好、响应速度快。
Description
技术领域
本发明涉及车载逆变器领域,更具体地说,涉及一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路及控制方法。
背景技术
车载逆变器将车内的12V或24V的直流电通过逆变转换成220V/50Hz或110V/60Hz的交流电,从而方便用户在车内使用需要交流供电的电器设备,根据输出波形可分为修正波和正弦波,修正波车载逆变器输出的是方波波形的交流电,正弦波逆变器输出的是正弦波形的交流电,修正波车载逆变器具有体积小,效率高和成本低等特点,因而被广泛使用。
图1为修正波车载逆变器的模块方框图,包括依次电气连接的直流滤波电路101、DC/DC升压电路102、DC/AC逆变电路103、电磁干扰滤波电路104以及升压控制电路105和逆变控制电路106,直流滤波电路101用于对输入的直流电压进行滤波,DC/DC升压电路102用于将经直流滤波电路101滤波之后的直流电压升压为高压直流电压,DC/AC逆变电路103用于将高压直流电压转换成方波波形的交流电压,电磁干扰滤波电路104用于对DC/AC逆变电路103输出的交流电压进行电磁干扰滤波,升压控制电路105用于输出PWM脉冲信号以控制DC/DC升压电路,逆变控制电路106用于输出PWM脉冲信号以控制DC/AC逆变电路。
图2为修正波车载逆变器输出的修正波电压波形,输出电压有效值等于修正波幅值乘以占空比的平方根,公式为:
式中:
Uac为修正波车载逆变器输出电压,一般如无特别说明,交流电压值指其有效值;
Um为修正波幅值,如果忽略所述DC/AC逆变电路中开关器件的压降,Um等于DC/AC逆变电路的高压直流电压Uhv,随直流输入电压Udc正相关线性变化,是直流输入电压Udc经过DC/DC升压电路后的输出电压,对于升压倍数为N的DC/DC升压电路,Uhv=N×Udc。
D为修正波占空比,D=T1/(T/2);
式中,T为修正波周期,T1为修正波正频宽;
由上述公式可知,修正波车载逆变器的交流输出电压的大小是由逆变前的直流电压大小即高压直流电压和逆变后的修正波占空比来决定的,当直流电压不变,占空比增大时,交流输出电压随之增大;当占空比不变,直流电压增大时,交流输出电压也随之增大。
由于车载逆变器的直流输入电压即电池电压不是固定的,电压会在一定范围内波动,一般电压范围在10V~16V,如果占空比不变或调节不当,逆变器输出的交流电压也会出现波动。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,为了保持修正波车载逆变器的交流输出电压稳定,避免波动,提供一种修正波车载逆变器的稳压控制电路及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路,包括信号运算电路、脉宽调节电路;所述信号运算电路与修正波车载逆变器中的DC/AC逆变电路的高压直流端连接,用于检测从所述高压直流端接收的高压直流电压信号并进行运算后输出随修正波车载逆变器的直流输入电压负相关变化的脉宽控制信号;所述脉宽调节电路与所述信号运算电路电气连接,用于根据所述脉宽控制信号输出占空比随所述脉宽控制信号正相关变化的PWM脉冲信号以控制所述DC/AC逆变电路。
在上述修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路中,所述信号运算电路包括第一电阻和第二电阻、第三电阻、第四电阻以及运算放大器,其中,所述第一电阻的一端与所述DC/AC逆变电路的高压直流端连接,所述第一电阻的另一端通过所述第二电阻接地,所述第三电阻的一端连接所述第一电阻和所述第二电阻的连接点,所述第三电阻的另一端与所述运算放大器的反相输入端连接,同时还通过所述第四电阻连接到所述运算放大器的输出端。
在上述修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路中,所述信号运算电路还包括第五电阻和第六电阻,所述第五电阻的一端连接参考电压端,所述第五电阻的另一端通过所述第六电阻接地,所述运算放大器的同相输入端连接到所述第五电阻和所述第六电阻之间。
在上述修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路中,所述脉宽调节电路包括用于产生锯齿波信号的锯齿波发生器以及用于将所述信号运算电路输出的脉宽控制信号与所述锯齿波进行比较,并输出PWM脉冲信号的电压比较器。
还提供一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制方法,提供一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路,所述稳压控制电路包括信号运算电路以及脉宽调节电路,所述脉宽调节电路包括锯齿波发生器以及电压比较器,所述方法包括:
S1、建立由所述信号运算电路输出的脉宽控制信号与DC/AC逆变电路的高压直流端接收的电压信号的传递函数:
Uc=(Ue 2×Ucm)/Uhv 2;
其中,Uc为所述信号运算电路输出的脉宽控制信号;Uhv为DC/AC逆变电路的高压直流端接收的电压信号;Ue为修正波车载逆变器输出要求的额定电压;Ucm为由所述锯齿波发生器产生的锯齿波信号的电压幅值;
S2、根据步骤S1中的传递函数Uc=f(Uhv)对应的Uc-Uhv特性曲线,并将所述Uc-Uhv特性曲线由非线性变化的曲线拟合为线性变化的直线:
Uc=f(Uhv)=K×Uhv+Us;
式中,K为所述直线斜率,Us为所述直线截距;
S3、用运算放大电路加法器设计所述信号运算电路,使所述信号运算电路输出的脉宽控制信号的电压值等于步骤S2中计算出的脉宽控制信号Uc的电压值;
S4、所述脉宽控制信号Uc与所述脉宽调节电路中锯齿波发生器产生的锯齿波信号通过所述脉宽调节电路中电压比较器进行比较后输出PWM脉冲信号,PWM脉冲信号的占空比为:D=Uc/Ucm。
在上述修正波车载逆变器输出电压的稳压控制方法中,所述PWM脉冲信号的占空比等于所述修正波车载逆变器输出的修正波占空比。
实施本发明的修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路及方法,具有以下有益效果:根据直流输入电压通过传递函数实时计算修正波车载逆变器输出电压占空比的目标值,进而通过信号运算电路以及脉宽控制电路调整PWM脉冲信号占空比为所述目标值,使逆变器输出电压符合额定电压,当直流输入电压变化时,交流输出电压不仅稳定,并且调整特性好、响应速度快。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是修正波车载逆变器的模块方框图;
图2是修正波车载逆变器的输出电压波形;
图3是本发明提供的一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路的模块方框图;
图4是本发明提供的一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路的部分电路原理图;
图5是图3中信号运算电路和脉宽调节电路的部分结构示意图;
图6是图5中的运算放大器和脉宽调节电路集成后的电路原理图;
图7是采用曲线拟合方法计算PWM脉冲信号占空比的示意图;
图8是本发明提供的修正波车载逆变器的交流输出电压-直流输入电压特性曲线示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
图3是本发明提供的一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路的模块方框图,该稳压控制电路107包括信号运算电路10、脉宽调节电路20。其中,信号运算电路10与修正波车载逆变器中的DC/AC逆变电路的高压直流端连接,用于检测从修正波车载逆变器中的DC/DC升压电路接收的高压直流电压信号,并进行运算处理后输出脉宽控制信号,该脉宽控制信号随修正波车载逆变器的输入直流电压增大而减小,随输入直流电压减小而增大;脉宽调节电路20与信号运算电路10电气连接,用于根据脉宽控制信号输出PWM脉冲信号,该PWM脉冲信号的占空比随脉宽控制信号增大而增大,减小而减小。DC/AC逆变电路103的输入端即图1中的DC/DC升压电路102的输出端,信号运算电路10连接DC/DC升压电路102与DC/AC逆变电路103的连接点,脉宽调节电路20的输出端连接到驱动电路30的输入端,驱动电路30的输出端与修正波车载逆变器中的DC/AC逆变电路103电气连接,其中,稳压控制电路107与驱动电路30组成修正波车载逆变器中的逆变控制电路108。DC/AC逆变电路103与电磁干扰滤波电路104串联连接。通过信号运算电路10以及脉宽调节电路20可以在直流输入电压变化时,使得修正波车载逆变器的交流输出电压仍能保持稳定。
图4为本发明提供的一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路的部分电路原理图。其中,信号运算电路10包括电阻R1至电阻R6以及运算放大器IC1,电阻R1的一端与高压直流电压Uhv连接,电阻R1的另一端通过电阻R2接地,电阻R3的一端连接电阻R1和电阻R2的连接点,电阻R3的另一端与运算放大器IC1的反相输入端连接,同时还通过电阻R4连接到所述运算放大器IC1的输出端。电阻R5的一端连接参考电压端,该参考电压为内部基准电压,电阻R5的另一端通过电阻R6接地,运算放大器IC1的同相输入端连接在电阻R5和电阻R6之间。其中,电阻R1和电阻R2组成高压直流电压检测电路,代表了直流输入电压即电池电压,因为高压直流电压会随着直流输入电压按照DC/DC升压电路102中变压器的变比成比例变化;电阻R5和电阻R6组成偏置电路,并与电阻R3、电阻R4以及运算放大器IC1组成用于输出脉宽控制信号Uc的信号运算电路10。经信号运算电路10之后,再经脉宽调节电路20输出两路互补的PWM脉冲信号即PWM1和PWM2,再通过驱动电路30输出四路栅极驱动信号M1G-M4G控制DC/AC逆变电路。在本实施例中,设置电阻R3的电阻值远远大于电阻R2的电阻值,即R3>>R2,并令R3=R4,则可推导出脉宽控制信号Uc的计算公式如下:
Uc=Us+k×Uhv=2×Uref×[R6/(R5+R6)]-[R2/(R1+R2)]×Uhv
式中:
Uref为参考电压。
Us=2×Uref×[R6/(R5+R6)],代表脉宽控制信号偏置电压;
k=-[R2/(R1+R2)]×Uhv,斜率为负数表示脉宽控制信号Uc随电压Uhv呈负相关变化。
通过调节上述电阻的阻值,即可调节脉宽控制信号Uc的输出值,换言之,稳压控制传递函数所需要的系数Us和K可以通过配置上述电阻参数实现。
图5是图3中信号运算电路和脉宽调节电路的部分结构示意图,其中,图3中的脉宽调节电路20包括用于产生锯齿波的锯齿波发生器201以及用于将信号运算电路10输出的脉宽控制信号与锯齿波进行比较,并输出PWM脉冲信号的电压比较器202。其中,本发明中的锯齿波发生器202输出两路互补的锯齿波,从而输出两路互补的PWM脉冲信号,以其中一路为例,当脉宽控制信号Uc增大时,PWM脉冲信号的占空比也会增大,当脉宽控制信号Uc减小时,PWM脉冲信号的占空比也会随之减小。
结合图4和图5,当直流输入电压即电池电压增大时,高压直流电压Uhv也相应增大,通过信号运算电路按照函数Uc=K×Uhv+Us计算输出的脉宽控制信号Uc相应减小,再经过脉宽调节电路调节PWM脉冲信号占空比D减小。即直流输入电压即电池电压增大时,修正波车载逆变器输出电压幅值增大,但输出电压占空比减小;反之,当直流输入电压即电池电压减小时,修正波车载逆变器输出电压幅值减小,但输出电压占空比增大。
此外,运算放大器IC1和脉宽调节电路20可集成在PWM脉宽调制集成电路IC2中。如图6所示,是将图4中的运算放大器IC1和脉宽调节电路20集成到IC2后的电路原理图,在本实施例中,PWM脉宽调制集成电路IC2的型号以SG3524为例做具体说明,IC2的第16脚输出5V作为参考电压Uref,即集成电路提供的基准电压输出,IC2内部集成有运算放大器,IC2的第1脚IN+为运算放大器的同相输入端,IC2的第2脚IN-为运算放大器的反相输入端,IC2的第9脚COMP为运算放大器的输出端。IC2的内部还集成有锯齿波发生器和电压比较器,锯齿波发生器输出两路互补的锯齿波信号,通过IC2的第11、12脚的C1/E1和第13、14脚的C1/E2分别输出两路PWM脉冲信号驱动控制DC/AC逆变电路。
基于上述修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路,本发明提供的一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制方法的实施主要包括以下几个步骤:
S1:根据脉宽调节电路以及修正波车载逆变器输出电压有效值的计算公式,首先建立由信号运算电路输出的脉宽控制信号Uc与DC/AC逆变电路的高压直流端接收的电压信号Uhv的传递函数,Uc=f(Uhv),即
Uc=(Ue 2×Ucm)/Uhv 2;
式中,Ue为修正波车载逆变器输出要求的额定电压;Ucm为由所述锯齿波发生器产生的锯齿波信号的电压幅值。
S2、根据步骤S1中的传递函数Uc=f(Uhv)对应的Uc-Uhv特性曲线,为方便计算,采用曲线拟合的方法,在车载逆变器的工作电压范围内,将步骤S1中的的Uc-Uhv特性曲线由非线性变化的曲线拟合为线性变化的直线:
Uc=f(Uhv)=K×Uhv+Us;
式中,K为所述直线斜率,Us为所述直线截距。
S3、用运算放大电路加法器设计所述信号运算电路,使所述信号运算电路输出的脉宽控制信号的电压值等于步骤S2中计算出的脉宽控制信号Uc的电压值。
S4、所述脉宽控制信号Uc与所述脉宽调节电路中锯齿波发生器产生的锯齿波信号通过所述脉宽调节电路中电压比较器进行比较后输出PWM脉冲信号,PWM脉冲信号的占空比为:D=Uc/Ucm。
所述PWM脉冲信号的占空比等于所述修正波车载逆变器输出的修正波占空比,且经过稳压控制电路调整的修正波车载逆变器输出修正波占空比,使得逆变器输出电压符合额定电压,从而实现输出电压稳定。
具体地,因逆变器输出电压稳压控制,就是控制输出电压稳定,输出电压等于额定电压。由于修正波逆变器的输出电压为修正波,其有效值等于修正波幅值乘以占空比的平方根:
式中,Uac为修正波车载逆变器交流输出电压,Um为修正波幅值,D为修正波占空比。
如果忽略所述DC/AC逆变电路中开关器件的压降,Um等于DC/AC逆变电路的高压直流电压Uhv,则:
式中,Uhv为DC/AC逆变电路的高压直流电压,随直流输入电压Udc正相关线性变化,是直流输入电压Udc经过DC/DC升压电路后的输出电压,对于升压倍数为N的DC/DC升压电路,Uhv=N×Udc。
上式说明,有两个因素影响修正波车载逆变器输出电压,一个是直流输入电压,另一个是修正波占空比。直流输入电压是逆变器的外部变量,修正波占空比则可由修正波车载逆变器中的逆变控制电路调节。当直流输入电压变化时,可以调节修正波占空比使输出电压Uac等于额定电压Ue。
令Uac=Ue,则逆变器输出修正波的占空比D必须满足以下函数关系:
D=(Ue/Uhv)2=Ue 2/Uhv 2。
该函数以高压直流电压Uhv为自变量,修正波逆变器输出修正波的占空比D为因变量,且修正波占空比D为高压直流电压Uhv的二次函数。
由于DC/AC逆变电路由逆变控制电路驱动控制,修正波车载逆变器输出修正波的频率、占空比取决于逆变控制电路中的PWM脉冲信号,即修正波车载逆变器输出修正波的占空比等于逆变控制电路中PWM脉冲信号的占空比,而PWM脉冲信号的占空比由脉宽控制信号Uc通过脉宽调节电路控制,由所述脉宽控制信号Uc与锯齿波发生器产生的锯齿波信号通过电压比较器进行比较后输出相应占空比的PWM脉冲信号,即PWM脉冲信号的占空比是脉宽控制信号Uc的函数,可用Ucm表示锯齿波电压幅值,则D=Uc/Ucm。为使PWM脉冲信号所采用的占空比能够实现逆变器输出电压等于额定电压的目标,则信号运算电路输出的脉宽控制信号Uc必须满足以下的函数关系:
Uc=D×Ucm=(Ue/Uhv)2×Ucm=(Ue 2×Ucm)/Uhv 2。
现以额定交流电压Ue=220Vac,脉宽控制电路中锯齿波信号幅值Ucm=3.5V为例,则通过上述函数计算修正波占空比可表示为:
D=Ue 2/Uhv 2=48400/Uhv 2;
Uc=(Ue 2×Ucm)/Uhv 2=169400/Uhv 2。
以车载逆变器直流输入电压范围10V~16V、DC/DC升压电路升压倍数N=24以及由锯齿波发生器产生的锯齿波信号幅值Ucm=3.5V为例,则高压直流电压Uhv变化范围为240V~384V,并可绘出函数Uc=f(Uhv)的Uc-Uhv特性曲线,见附图7中的实线,图中可见脉宽控制信号Uc不是随Uhv线性变化,而是呈现为非线性变化的曲线。
之后为方便计算,然后采用曲线拟合的方法,在车载逆变器的工作电压范围将上述Uc-Uhv特性曲线由非线性变化的曲线拟合为线性变化的直线,见附图7中的虚线,即将上述二次函数用一次函数代替以简化计算:
Uc=f(Uhv)=K×Uhv+Us;
式中,K为所述直线斜率,Us为所述直线截距,系数K和Us可以由所拟合的直线与被拟合曲线的交点A和交点B的数据计算出来。如选取UhvA=260V,UhvB=364V,按简化前的函数Uc=169400/Uhv 2可计算出:UCA=2.5059V,UCB=1.2785V,代入下式可计算出直线斜率K和直线截距Us:
K=(UCB-UCA)/(UhvB-UhvA)=-0.0118;
Us=UCA-(K×UhvA)=5.5739;
再采用上述稳压控制电路,即根据运算放大电路加法器设计信号运算电路,以进行脉宽控制信号Uc的计算:
Uc=f(Uhv)=K×Uhv+Us=-0.0118×Uhv+5.5739。
信号运算电路如图4所示,由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和运算放大器IC1组成,在本实施例中,设置电阻R3的电阻值远远大于电阻R2的电阻值,即R3>>R2,并令R3=R4,则可推导出脉宽控制信号Uc的计算公式如下:
Uc=Us+k×Um=2×Uref×[R6/(R5+R6)]-[R2/(R1+R2)]×Uhv;
式中,Uref为参考电压。
Us=2×Uref×[R6/(R5+R6)];
k=-[R2/(R1+R2)]×Uhv;
以参考电压Uref=5V为例,并代入K=-0.0118,Us=5.5739上式可计算选取相应的电阻参数。
通过电阻分压电路检测DC/AC逆变电路的高压直流电压Uhv,再通过运算放大电路按照上述函数Uc=f(Uhv)=-0.0118×Uhv+5.5739就可计算输出脉宽控制信号Uc。
而PWM脉冲信号由脉宽控制信号Uc与脉宽调节电路中锯齿波发生器产生的锯齿波信号通过电压比较器进行比较得到,因此PWM脉冲信号占空比D=f(Uc)=Uc/Ucm,则PWM脉冲信号占空比D=Uc/3.5,代入脉宽控制信号Uc函数计算式,得出
D=Uc/3.5=(-0.0118×Uhv+5.5739)/3.5=-0.00337×Uhv+1.5925;
PWM脉冲信号驱动控制DC/AC逆变电路输出占空比等于PWM脉冲信号占空比的修正波交流电,即修正波车载逆变器输出电压的占空比同样为:
D=-0.00337×Uhv+1.5925,代入Uhv=N×Udc=24×Udc,;
则D=-0.0809×Udc+1.5925;
上式中占空比D是以修正波车载逆变器输出电压等于额定电压220V为边界条件计算并用于逆变控制电路驱动DC/AC逆变电路,并随直流输入电压变化实时计算调整,因此修正波车载逆变器的实际输出电压将符合额定电压,实现稳定输出电压的目标。虽然占空比D在计算过程中采用了曲线拟合简化计算的方法,由图8所示交流输出电压-直流输入电压特性曲线可见,逆变器实际输出的交流电压非常接近额定电压,误差小于5%,完全可以满足电器设备的正常使用,因为电器设备工作电压都允许有一定的偏差。
因此,以逆变器输出电压等于额定电压为目标,即以此为边界条件,先建立PWM脉冲信号占空比D与DC/AC逆变电路的高压直流电压Uhv,及脉宽控制信号Uc与DC/AC逆变电路的高压直流电压Uhv的传递函数,D=f(Uhv)=Ue 2/Uhv 2及Uc=f(Uhv)=(Ue 2×Ucm)/Uhv 2;更进一步,采用曲线拟合的方法,在车载逆变器的工作电压范围将上述Uc-Uhv特性曲线由非线性变化的曲线拟合为线性变化的直线,将二次函数Uc=f(Uhv)=(Ue 2×Ucm)/Uhv 2用一次函数Uc=f(Uhv)=K×Uhv+Us代替进行计算,所述简化后的传递函数可以通过运算放大电路加法器方便地实现。按照上述步骤产生占空比的修正波车载逆变器输出电压将符合额定电压,并且随着直流输入电压的变化,不断调整占空比为与直流输入电压对应的值,使逆变器输出电压保持稳定。
本发明还提供一种修正波车载逆变器(未示出),包括图1中依次电气连接的用于对输入的直流电压进行滤波的直流滤波电路101、用于将经直流滤波电路101滤波之后的直流电压升压为高压直流电压的DC/DC升压电路102、用于将高压直流电压转换成方波波形的交流输出的DC/AC逆变电路103以及本发明提供的用于输出PWM脉冲信号控制DC/AC逆变电路103的稳压控制电路107,该稳压控制电路107与驱动电路30组成逆变控制电路108。其中还包括用于控制DC/DC升压电路102的升压控制电路105以及与DC/AC逆变电路103串联连接的电磁干扰滤波电路104。
总之,根据直流输入电压通过传递函数实时计算修正波车载逆变器输出电压占空比的目标值,进而调整PWM脉冲信号占空比为所述目标值,使逆变器输出电压符合额定电压,从而实现输出电压稳定。实施本发明的有益效果是:PWM脉冲信号占空比随直流输入电压自动调整,当直流输入电压变化时,交流输出电压不仅稳定,并且调整特性好、响应速度快。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (5)
1.一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路,其特征在于,包括信号运算电路(10)、脉宽调节电路(20);所述信号运算电路(10)与修正波车载逆变器中的DC/AC逆变电路的高压直流端连接,用于检测从所述高压直流端接收的高压直流电压信号并进行运算后输出随修正波车载逆变器的直流输入电压负相关变化的脉宽控制信号;所述脉宽调节电路(20)与所述信号运算电路(10)电气连接,用于根据所述脉宽控制信号输出占空比随所述脉宽控制信号正相关变化的PWM脉冲信号以控制所述DC/AC逆变电路;其中,所述PWM脉冲信号的占空比等于所述修正波车载逆变器输出的修正波占空比。
2.根据权利要求1所述的修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路,其特征在于,所述信号运算电路(10)包括第一电阻(R1)和第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)以及运算放大器(IC1),其中,所述第一电阻(R1)的一端与所述DC/AC逆变电路的高压直流端连接,所述第一电阻(R1)的另一端通过所述第二电阻(R2)接地,所述第三电阻(R3)的一端连接所述第一电阻(R1)和所述第二电阻(R2)的连接点,所述第三电阻(R3)的另一端与所述运算放大器(IC1)的反相输入端连接,同时还通过所述第四电阻(R4)连接到所述运算放大器(IC1)的输出端。
3.根据权利要求2所述的修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路,其特征在于,所述信号运算电路(10)还包括第五电阻(R5)和第六电阻(R6),所述第五电阻(R5)的一端连接参考电压端,所述第五电阻(R5)的另一端通过所述第六电阻(R6)接地,所述运算放大器(IC1)的同相输入端连接到所述第五电阻(R5)和所述第六电阻(R6)之间。
4.根据权利要求2所述的修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路,其特征在于,所述脉宽调节电路(20)包括用于产生锯齿波信号的锯齿波发生器(201)以及用于将所述信号运算电路(10)输出的脉宽控制信号与所述锯齿波进行比较,并输出PWM脉冲信号的电压比较器(202)。
5.一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制方法,其特征在于,提供一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路,所述稳压控制电路包括信号运算电路以及脉宽调节电路,所述脉宽调节电路包括锯齿波发生器以及电压比较器,所述方法包括:
S1、建立由所述信号运算电路输出的脉宽控制信号与DC/AC逆变电路的高压直流端接收的电压信号的传递函数:
Uc=f(Uhv)=(Ue 2×Ucm)/Uhv 2;
其中,Uc为所述信号运算电路输出的脉宽控制信号;Uhv为DC/AC逆变电路的高压直流端接收的电压信号;Ue为修正波车载逆变器输出要求的额定电压;Ucm为由所述锯齿波发生器产生的锯齿波信号的电压幅值;
S2、根据步骤S1中的传递函数Uc=f(Uhv)对应的Uc-Uhv特性曲线,并将所述Uc-Uhv特性曲线由非线性变化的曲线拟合为线性变化的直线:
Uc=f(Uhv)=K×Uhv+Us;
式中,K为直线斜率,Us为直线截距;
S3、用运算放大电路加法器设计所述信号运算电路,使所述信号运算电路输出的脉宽控制信号的电压值等于步骤S2中计算出的脉宽控制信号Uc的电压值;
S4、所述脉宽控制信号Uc与所述脉宽调节电路中锯齿波发生器产生的锯齿波信号通过所述脉宽调节电路中电压比较器进行比较后输出PWM脉冲信号,PWM脉冲信号的占空比为:D=Uc/Ucm;
其中,所述PWM脉冲信号的占空比等于所述修正波车载逆变器输出的修正波占空比。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310664881.2A CN104702136B (zh) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | 修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路及控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310664881.2A CN104702136B (zh) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | 修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路及控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104702136A CN104702136A (zh) | 2015-06-10 |
CN104702136B true CN104702136B (zh) | 2017-10-17 |
Family
ID=53348973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310664881.2A Expired - Fee Related CN104702136B (zh) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | 修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路及控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104702136B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106505905B (zh) * | 2016-11-23 | 2019-06-04 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 电动汽车、电动汽车馈电装置及其控制方法 |
CN106787902B (zh) * | 2016-11-25 | 2019-09-20 | 广东百事泰电子商务股份有限公司 | 一种修正波逆变器输出电压控制系统及控制方法 |
CN109618480B (zh) * | 2019-01-30 | 2020-04-07 | 周志军 | 一种快速稳定灯管输出光强度的方法 |
CN110224594B (zh) * | 2019-07-12 | 2020-10-23 | 四川虹美智能科技有限公司 | 一种直流降压电路的输出电压控制方法和装置 |
CN113098313A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-09 | 惠州志顺电子实业有限公司 | 逆变反馈控制电路、控制方法及逆变器 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102780415A (zh) * | 2012-08-20 | 2012-11-14 | 何林 | 功率可调四百瓦逆变器 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013183475A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Fujitsu Ten Ltd | モータの制御装置及び制御方法 |
-
2013
- 2013-12-10 CN CN201310664881.2A patent/CN104702136B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102780415A (zh) * | 2012-08-20 | 2012-11-14 | 何林 | 功率可调四百瓦逆变器 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
一种低成本的车载逆变电源;李政,单庆晓;《电源技术应用》;20040731;第7卷(第7期);第431-434页 * |
基于SG3525控制的车载电源设计;程晓红;《电子元器件应用》;20070731;第9卷(第7期);第4-7页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104702136A (zh) | 2015-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104702136B (zh) | 修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路及控制方法 | |
CN108462206B (zh) | Vsg的虚拟惯量和阻尼系数的可选范围确定方法和装置 | |
CN103190068B (zh) | 功率变换装置 | |
DE102013111386A1 (de) | Aktive Leistungsfaktorkorrektor-Schaltung | |
CN101416376A (zh) | 用于电力变换器的通用三相控制器 | |
CN107342699B (zh) | 混合拓扑功率变换器的控制方法与装置 | |
CN104038045B (zh) | 高功率因数校正控制电路及装置 | |
CN109066820A (zh) | 基于电流下垂特性的并联逆变器功率均分装置及控制方法 | |
Karuppanan et al. | Three level hysteresis current controller based active power filter for harmonic compensation | |
CN108683367A (zh) | 一种多直流电机正向串联控制系统及方法 | |
CN104539157A (zh) | 峰值电流控制模式逆变焊接电源斜率补偿控制方法及电路 | |
CN112787495B (zh) | 变频控制器及其控制方法、变频电器以及电子设备 | |
CN203722501U (zh) | 修正波车载逆变器的逆变控制电路及修正波车载逆变器 | |
CN102957319A (zh) | 电源转换器脉宽调变控制电路及其控制方法 | |
CN101867283B (zh) | 一种改进功率因数校正控制特性的方法及装置 | |
CN205622493U (zh) | 用于控制压缩机的系统和压缩机 | |
Eya et al. | Assessment of total harmonic distortion in buck-boost DC-AC converters using triangular wave and saw-tooth based unipolar modulation schemes | |
CN109768724B (zh) | 选取开关电源控制电路的控制对象的方法 | |
CN104242628A (zh) | Ac-dc变换器的pfc控制方法、装置和空调器 | |
CN203967988U (zh) | 一种用于产生类三角波励磁电流的扫描电源 | |
CN107612387B (zh) | 网流纯正弦驱动脉冲调频调宽的单相ac-dc变换电路 | |
CN113346551B (zh) | 一种并网变换器控制系统及控制方法 | |
CN102386792A (zh) | 功率调节电路、方法及装置、电磁电饭煲 | |
CN109492324A (zh) | 基于载波的d类放大器双积分滑模控制器设计方法及电路 | |
CN105978390B (zh) | 一种纯正弦波逆变器控制方法、装置和逆变电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP03 | Change of name, title or address | ||
CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 518111 No. 39 Fangkeng Road, Pinghu Community, Pinghu Street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: DOMEDA (Shenzhen) Electrical Appliances Co.,Ltd. Address before: 518033 Room 1402-1404, 1D Building, Excellence Building, Fuhua Road, Futian District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: Mobicool Electronic (Shenzhen) Co.,Ltd. |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171017 |