CN109412448B - 一种基于能量平衡控制的dc-ac逆变电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于能量平衡控制的DC‑AC逆变电源，属于电气控制领域。本发明包括主电路及其控制电路，在主电路中，U1为外部直流电源，K1、K3、K5表示位于上半桥臂的三个开关管，K2、K4、K6表示位于下半桥臂的三个开关管，L为三相滤波电感，C为滤波电容，R为外接三相对称负载。控制电路包含有输入功率检测单元W1、储存能量检测单元W2、负载输出能量预测单元N0、储能元件能量预测单元N1、负载辨识单元F1、积分电路J1、减法电路J2、减法电路J3、除法电路C1、乘法电路C2、比较电路B1、与逻辑电路A1、A2、A3和PWM脉冲调制电路M1，开关管驱动电路D1。本发明通过对逆变电路中各部分能量的计算，最终以能量平衡为判据实现逆变控制。

Description

一种基于能量平衡控制的DC-AC逆变电源

技术领域

本发明涉及DC-AC逆变控制技术，特别涉及到一种以PWM信号为控制周期的DC-AC逆变控制技术，属于电气控制领域。

背景技术

PID控制器(Proportion Integration Differentiation.比例-积分-微分控制器)，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。

PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。可以通过数学的方法证明，在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下，一个PID反馈回路却可以保持系统的稳定。

在现有的DC-AC逆变控制技术中，大多控制策略都需要借助于PID控制器加以实现，PID控制器使用范围广泛。其优点在于使用可靠性高、鲁棒性能好，且容易实现。但是PID控制器对于系统的动态性能调节过多地依赖于参数的整定，如果参数整定不理想，其输出电压往往会出现大幅度的超调和振荡，甚至会超过其安全运行极限，对系统造成损坏。然而对PID参数的整定会浪费大量的时间，并且整定后的实际控制效果也往往差强人意。

发明内容

本发明提供了一种基于能量平衡控制的DC-AC逆变电源，目的在于针对现有PID控制器动态性能方面的不足，在保障逆变电路稳定运行的前提下，可在动态响应时间、超调、振荡等方面大幅度优化电路性能，并且无需调节控制参数。

本发明的技术方案如下：

本发明以三相三桥臂逆变电路为基础，具体如下：

本发明所提出的一种基于能量平衡控制的DC-AC逆变电源包括主电路及其控制电路，结构框图如图1所示。在主电路中，U1为外部直流电源，K1、K3、K5分别表示逆变电路中位于上半桥臂的三个开关管，K2、K4、K6分别表示位于下半桥臂的三个开关管，L、C分别表示三相滤波电感和滤波电容(三相对称)，R为逆变电源的外接三相对称负载。

控制电路包含有输入功率检测单元W1、储能元件(此处和后续的储能元件均特指三相滤波电感和滤波电容)储存能量检测单元W2、负载输出能量预测单元N0、储能元件能量预测单元N1、负载辨识单元F1、积分电路J1、减法电路J2、减法电路J3、除法电路C1、乘法电路C2、比较电路B1、与逻辑电路A1、与逻辑电路A2、与逻辑电路A3、PWM脉冲调制电路M1，开关管驱动电路D1。

本发明的主电路及其控制电路的连接关系为：开关管K1、K2、K3、K4、K5、K6连接成标准的三相三桥臂逆变电路；滤波外部直流电源U1与三相三桥臂逆变电路的直流侧连接；三相滤波电感L和滤波电容C连接成标准的LC滤波电路，并与三相三桥臂逆变电路的交流侧连接；

输入功率检测单元W1与三相三桥臂逆变电路的连接方式，具体的连接方式应能确保其对三相三桥臂逆变电路的直流侧输入能量进行检测，其输出端与积分电路J1的对应输入端连接；

储能元件储存能量检测单元W2连接在LC滤波电路中，具体的连接方式应能确保其对三相滤波电感和滤波电容的储能进行检测，其一个输出端与减法电路J2的对应输入端连接，另一个输出端与除法电路C1的对应输入端连接；

负载辨识单元F1连接在逆变电源的交流输出侧，具体的连接方式应能确保其对三相负载进行辨识并能对逆变电源的输出能量进行检测，其一个输出端分别与负载输出能量预测单元N0、储能元件能量预测单元N1的对应输入端连接，另一个输出端与除法电路C1的对应输入端连接；

负载输出能量预测单元N0一个输入端与负载辨识单元F1的输出端连接，另一个输入端接入外部提供的输出电压给定信号U_ref，其输出端与比较电路B1的对应输入端连接；

储能元件能量预测单元N1的一个输入端与负载辨识单元F1的输出端连接，另一个输入端接入外部提供的输出电压给定信号U_ref，其输出端与减法电路J2的对应输入端连接；

积分电路J1的一个输出端与减法电路J3的对应输入端连接，另一个输出端与除法电路C1的对应输入端连接；减法电路J2的输出端与减法电路J3的对应输入端连接；

减法电路J3的输出端与乘法电路C2的对应输入端连接；乘法电路C2的另一个输入端与除法电路C1的输出端连接，其输出端与乘法电路C2的对应输入端连接；乘法电路C2的输出端与比较电路B1的对应输入端连接；比较电路B1的输出端分别和与逻辑电路A1、与逻辑电路A2、与逻辑电路A3的对应输入端连接；

PWM脉冲调制电路M1输出6路信号P1、P2、P3、P4、P5、P6，其中P1接至与逻辑电路A1的对应输入端，P3接至与逻辑电路A2的对应输入端，P5接至与逻辑电路A3的对应输入端，P2、P4、P6分别接至开关管驱动电路D1的对应输入端；与逻辑电路A1的输出端与开关管驱动电路D1的对应输入端连接；与逻辑电路A2的输出端与开关管驱动电路D1的对应输入端连接；与逻辑电路A3的输出端与开关管驱动电路D1的对应输入端连接；开关管驱动电路D1的6个输出端分别与开关管K1、K2、K3、K4、K5、K6的驱动端连接。

本发明所提出的一种基于能量平衡控制的DC-AC逆变电源的主电路及其控制电路各组成部分进一步包括：

开关管K1、K2、K3、K4、K5、K6用于构成三相三桥臂逆变电路；

三相滤波电感L和滤波电容C连接成标准的LC滤波电路，用于对三相三桥臂逆变电路输出电压进行滤波；

输入功率检测单元W1用于检测出当前时刻由外部直流电源U1提供给逆变电源的功率，并将检测结果实时传递给积分电路J1；

储能元件储存能量检测单元W2可以检测出当前时刻三相滤波电感L和滤波电容C所存储的能量总和Q1，并将检测结果实时传递给减法电路J2；还可以计算出在前一个控制周期(可将PWM脉冲调制电路M1产生的PWM信号周期作为控制周期)内储能元件存储能量的增量A2，即用前一个控制周期结束时刻时的储能元件储存能量(三相滤波电感L和滤波电容C所存储的能量总和)减去前一个控制周期初始时刻时的储能元件储存能量，并将计算出的增量A2传递至除法电路C1；

积分电路J1能够根据输入功率检测单元W1传递来的数据，计算出在从当前控制周期初始时刻至当前时刻的时间段内，由外部直流电源U1提供给三相三桥臂逆变电路的能量Q2，并将计算结果传递给减法电路J3；还可以计算出在前一个控制周期内外部直流电源U1提供给逆变电源的总能量A1，并将计算出的结果A1传递至除法电路C1；

负载辨识单元F1可以对逆变电源的三相负载进行实时辨识，并将辨识结果传递给负载输出能量预测单元N0和储能元件能量预测单元N1；还可以计算出在前一个控制周期内逆变电源提供给负载的总能量A3，并将计算出的结果A3传递至除法电路C1；

负载输出能量预测单元N0用于预测当逆变电源的实际输出电压等于输出电压给定值U_ref时，在一个控制周期内逆变电源所应该提供给三相负载的能量Q3，并将预测结果传递给比较电路B1；

储能元件能量预测单元N1用于预测当逆变电源的实际输出等于输出电压给定值U_ref时，在稳态运行的情况下，三相滤波电感L和滤波电容C所应存储的能量总和Q4，并将预测结果传递给减法电路J2；

减法电路J2用于以储能元件能量预测单元N1提供的数据Q4为被减数，以储能元件储存能量检测单元W2提供的数据Q1为减数，计算二者的差值Q5，并将计算结果传递至减法电路J3；

减法电路J3用于以积分电路J1提供的数据Q2为被减数，以减法电路J2提供的数据Q5为减数，计算二者的差值Q6，并将计算结果传递至乘法电路C2；

除法电路C1能够根据积分电路J1提供的数据A1、储能元件储存能量检测单元W2提供的数据A2和负载辨识单元F1提供的数据A3，利用公式(1)计算出能量传递系数A4(能量传递系数与效率含义不同，效率是指稳态运行时输出功率与输入功率的比值)，并将计算结果传递至乘法电路C2；

乘法电路C2用于两路输入信号A4和Q6进行乘法运算，并将运算结果Q7传递至比较电路B1；

比较电路B1用于对两路输入信号Q3和Q7进行大小比较，当Q3>Q7时，输出信号STOP为高电平；当Q7>Q3时，输出信号STOP为低电平；当Q3＝Q7时，输出信号STOP维持原状，最终将STOP信号传递给与逻辑电路A1、与逻辑电路A2和与逻辑电路A3的对应输入端。为了确保逆变电源在通电启动的初始时刻能够正常运行，比较电路B1在逆变电源通电启动的最初时刻输出信号应该为高电平，该高电平的持续时间不应超过1个PWM信号周期，具体时间长短可根据设计需求来灵活选取，之后比较电路B1的输出状态完全由输入信号决定；

PWM脉冲调制电路M1可以利用SPWM技术产生三相三桥臂逆变电路所需的6路PWM信号，并且当直接利用这6路PWM信号实现对开关K1、K2、K3、K4、K5、K6控制时，逆变电源输出电压的幅值应大于输出电压给定值U_ref的幅值，输出电压的频率应等于U_ref的频率；

与逻辑电路A1用于将PWM脉冲调制电路M1输出的P1信号与比较电路B1提供的STOP信号进行与逻辑运算，并将最终生成的信号传送至开关管驱动电路D1的对应输入端；

与逻辑电路A2用于将PWM脉冲调制电路M1输出的P3信号与比较电路B1提供的STOP信号进行与逻辑运算，并将最终生成的信号传送至开关管驱动电路D1的对应输入端；

与逻辑电路A3用于将PWM脉冲调制电路M1输出的P5信号与比较电路B1提供的STOP信号进行与逻辑运算，并将最终生成的信号传送至开关管驱动电路D1的对应输入端；

开关管驱动电路D1能够将输入信号经过电气隔离、功率放大等处理后，送至开关管的驱动端，进而实现对开关管的通、断控制(本发明中开关管驱动为高电平导通，低电平关断)，具体驱动信号与开关管的对应关系为：

与逻辑电路A1的输出信号与开关管K1对应；与逻辑电路A2的输出信号与开关管K3对应；与逻辑电路A3的输出信号与开关管K5对应；

PWM脉冲调制电路M1的输出信号P2与开关管K2对应；PWM脉冲调制电路M1的输出信号P4与开关管K4对应；PWM脉冲调制电路M1的输出信号P6与开关管K6对应。

本发明的工作原理如下：

逆变电源在运行过程中，任意一个时间段内的能量变化都遵循能量守恒原理，即外部直流电源提供的能量、负载消耗的能量、储能元件存储能量的增量和逆变电源的内部损耗满足能量平衡方程(忽略其他杂散损耗)

负载消耗的能量＝外部直流电源提供的能量-储能元件存储能量的增量-逆变电源的内部损耗 (2)

由于逆变电源的内部损耗很难精确计算，因此本发明将公式(2)进行了改进，具体如公式(3)所示

负载消耗的能量＝(外部直流电源提供的能量-储能元件存储能量的增量)×能量传递系数 (3)

能量传递系数的计算如公式(1)所示。

本发明的工作过程如下：逆变电源与外部直流电源和三相负载正确连接、通电运行后，输入功率检测单元W1检测出当前时刻由外部直流电源U1提供给逆变电源的功率，并将检测结果实时传递给积分电路J1；

储能元件储存能量检测单元W2检测出当前时刻三相滤波电感L和滤波电容C所存储的能量总和Q1，并将检测结果实时传递给减法电路J2，同时计算出在前一个控制周期内储能元件存储能量的增量A2，即用前一个控制周期结束时刻时的储能元件储存能量(三相滤波电感L和滤波电容C所存储的能量总和)减去前一个控制周期初始时刻时的储能元件储存能量，并将计算出的增量A2传递至除法电路C1；

积分电路J1根据输入功率检测单元W1传递来的数据，计算出在从当前控制周期初始时刻至当前时刻的时间段内，由外部直流电源U1提供的能量Q2，并将计算结果Q2传递给减法电路，同时计算出在前一个控制周期内外部直流电源U1提供的总能量A1，并将计算出的结果A1传递至除法电路C1；

负载辨识单元F1对逆变电源的三相负载进行实时辨识，并将辨识结果传递给负载输出能量预测单元N0和储能元件能量预测单元N1，同时计算出在前一个控制周期内逆变电源提供给负载的总能量A3，并将计算出的结果A3传递至除法电路C1；

负载输出能量预测单元N0预测当逆变电源的实际输出电压等于输出电压给定值U_ref时，在一个控制周期内逆变电源所应该提供给三相负载的能量Q3，并将预测结果Q3传递给比较电路B1；

储能元件能量预测单元N1预测当逆变电源的实际输出等于输出电压给定值U_ref时，在稳态运行的情况下，三相滤波电感L和滤波电容C所应存储的能量总和Q4，并将预测结果Q4传递给减法电路J2；

减法电路J2以储能元件能量预测单元N1提供的数据Q4为被减数，以储能元件储存能量检测单元W2提供的数据Q1为减数，计算二者的差值Q5，并将计算结果传递至减法电路J3；减法电路J3以积分电路J1提供的数据Q2为被减数，以减法电路J2提供的数据Q5为减数，计算二者的差值Q6，并将计算结果传递至乘法电路C2；

除法电路C1根据积分电路J1提供的数据A1、储能元件储存能量检测单元W2提供的数据A2和负载辨识单元F1提供的数据A3，利用公式(1)计算出能量传递系数A4，并将计算结果传递至乘法电路C2；

乘法电路C2对两路输入信号A4和Q6进行乘法运算，并将运算结果Q7传递至比较电路B1；

比较电路B1对两路输入信号Q3和Q7进行大小比较，当Q3>Q7时输出信号STOP为高电平，当Q7>Q3时输出信号STOP为低电平，当Q3＝Q7时输出信号STOP维持原状，并将STOP信号传递给与逻辑电路A1、与逻辑电路A2和与逻辑电路A3；

PWM脉冲调制电路M1利用SPWM技术产生三相三桥臂逆变电路所需的6路PWM信号；

与逻辑电路A1将PWM脉冲调制电路M1输出的P1信号与比较电路B1提供的STOP信号进行与逻辑运算；与逻辑电路A2将PWM脉冲调制电路M1输出的P3信号与比较电路B1提供的STOP信号进行与逻辑运算；与逻辑电路A3将PWM脉冲调制电路M1输出的P5信号与比较电路B1提供的STOP信号进行与逻辑运算；

开关管驱动电路D1将输入信号经过电气隔离、功率放大等处理后，送至开关管的驱动端，进而实现对开关管K1、K2、K3、K4、K5、K6的通、断控制，使得逆变电源能够为负载提供其所需的三相交流电。

在上述控制过程中，由于无法实时计算出当前控制周期内的能量传递系数，因此采用前一个控制周期内的能量传递系数来替代当前控制周期内的能量传递系数。对于比较电路B1，当Q3>Q7时，表明如果在当前时刻关断开关管K1、K3和K5，则在当前控制周期内，三相负载获得的实际能量小于其所期望获得的能量Q3，逆变电源的输出电压也不会稳定在输出电压给定值U_ref附近，因此比较电路B1输出高电平，在PWM脉冲调制电路M1输出信号的控制下，外部直流电源继续为逆变电源和三相负载提供能量；当Q3<Q7时，表明在当前控制周期内，三相负载获得的实际能量大于其所期望获得的能量Q3，会导致逆变电源的输出电压大于输出电压给定值U_ref，因此比较电路B1输出立即翻转为低电平，关断开关管K1、K3和K5，阻止外部直流电源继续为三相负载提供能量，在当前控制周期的后半段时间内由三相滤波电感和滤波电容为三相负载提供其所需的能量，进而抑制住逆变电源输出电压的幅值超调；当Q3＝Q7时，表明在当前控制周期内，三相负载获得的实际能量刚好等于其所期望获得的能量Q3，逆变电源的输出电压会稳定在输出电压给定值U_ref附近，此时比较电路B1的输出维持不变。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1.控制算法以能量平衡公式为依据，无需设计比例、积分等控制器参数，可简化控制器的设计和调试过程。

2.依据能量是否平衡进而对逆变电路中的开关管进行通、断控制，既可以使负载快速地获得能量，又可以防止能量过剩引起的输出电压超调，因此可有效缩短输出电压的动态调节时间，进而提高逆变电源的输出特性。

附图说明

图1为基于能量平衡控制的DC-AC逆变电源的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

实施例：

开关管K1、K2、K3、K4、K5、K6、三相滤波电感L和滤波电容C等元件的参数计算、选型可依据现有的逆变电路设计方法予以实施。

输入功率检测单元W1采用能够对功率进行实时检测和数据通讯功能的现有各种电路予以实现。

储能元件储存能量检测单元W2采用能够对电感、电容储能进行实时检测，并具备数据存储、计算和通讯功能的现有各种电路予以实现。

积分电路J1采用能够对数据进行计算、存储和通讯功能的现有各种电路予以实现。

负载辨识单元F1采用能够对三相交流负载进行实时辨识，并具备数据检测、计算、存储和通讯功能的现有各种电路予以实现。

负载输出能量预测单元N0采用能够对数据进行计算、存储和通讯功能的现有各种电路予以实现。

储能元件能量预测单元N1采用能够对数据进行计算、存储和通讯功能的现有各种电路予以实现。

减法电路J2采用能够对数据进行减法运算和通讯功能的现有各种电路予以实现。

减法电路J3采用能够对数据进行减法运算和通讯功能的现有各种电路予以实现。

除法电路C1采用能够对数据进行除法、减法等运算和通讯功能的现有各种电路予以实现。

乘法电路C2采用能够对数据进行乘法运算和通讯功能的现有各种电路予以实现。

比较电路B1采用能够对数据进行比较分析，并且具备电平信号输出和通讯功能的现有各种电路予以实现。

PWM脉冲调制电路M1采用能够依据SPWM技术原理产生6路PWM信号的现有各种电路予以实现。

与逻辑电路A1采用能够对输入电平信号进行与逻辑运算和输出的现有各种电路予以实现。

与逻辑电路A2采用能够对输入电平信号进行与逻辑运算和输出的现有各种电路予以实现。

与逻辑电路A3采用能够对输入电平信号进行与逻辑运算和输出的现有各种电路予以实现。

开关管驱动电路D1采用能够对输入电平信号经过电气隔离、功率放大等处理的现有各种驱动电路予以实现。

储能元件储存能量检测单元W2、积分电路J1、负载辨识单元F1、负载输出能量预测单元N0、储能元件能量预测单元N1、PWM脉冲调制电路M1等电路需要具有同步的时钟信号，可采取增加时钟电路等方法予以实现。

Claims (2)

1.一种基于能量平衡控制的DC-AC逆变电源，以三相三桥臂逆变电路为基础，其特征在于：包括主电路及其控制电路，主电路为三相三桥臂逆变电路，输入端接外部直流电源Ul，包括由开关管Kl、K4、K3、K6、K5、K2组成的三个桥臂，其中开关管Kl、K3、K5组成上半桥臂，开关管K2、K4、K6组成下半桥臂，逆变电路的输出端通过滤波电感L和滤波电容C组成的三相LC滤波电路连接三相对称负载R；控制电路包含有输入功率检测单元W1、储能元件储存能量检测单元W2、负载输出能量预测单元N0、储能元件能量预测单元N1、负载辨识单元F1、积分电路J1、减法电路J2、减法电路J3、除法电路C1、乘法电路C2、比较电路B1、与逻辑电路A1、与逻辑电路A2、与逻辑电路A3、PWM脉冲调制电路M1，开关管驱动电路D1；

输入功率检测单元W1连接在外部直流电源U1与三相三桥臂逆变电路间，对三相三桥臂逆变电路的直流侧输入能量进行检测，其输出端与积分电路J1的对应输入端连接；

储能元件储存能量检测单元W2与LC滤波电路连接，对三相滤波电感和滤波电容的储能进行检测，其一个输出端与减法电路J2的对应输入端连接，另一个输出端与除法电路C1的对应输入端连接；

负载辨识单元F1与逆变电源的交流输出侧连接，对三相负载进行辨识并能对逆变电源的输出能量进行检测，其一个输出端分别与负载输出能量预测单元N0、储能元件能量预测单元N1的对应输入端连接，另一个输出端与除法电路C1的对应输入端连接；

负载输出能量预测单元N0一个输入端与负载辨识单元F1的输出端连接，另一个输入端接入外部提供的输出电压给定信号U_ref，其输出端与比较电路B1的对应输入端连接；

储能元件能量预测单元N1的一个输入端与负载辨识单元F1的输出端连接，另一个输入端接入外部提供的输出电压给定信号U_ref，其输出端与减法电路J2的对应输入端连接；

积分电路J1的一个输出端与减法电路J3的对应输入端连接，另一个输出端与除法电路C1的对应输入端连接；减法电路J2的输出端与减法电路J3的对应输入端连接；

减法电路J3的输出端与乘法电路C2的对应输入端连接；乘法电路C2的另一个输入端与除法电路C1的输出端连接，其输出端与乘法电路C2的对应输入端连接；乘法电路C2的输出端与比较电路B1的对应输入端连接；比较电路B1的输出端分别和与逻辑电路A1、与逻辑电路A2、与逻辑电路A3的对应输入端连接；

PWM脉冲调制电路M1输出6路信号P1、P2、P3、P4、P5、P6，其中第一PWM信号P1接至与逻辑电路A1的对应输入端，第三PWM信号P3接至与逻辑电路A2的对应输入端，第五PWM信号P5接至与逻辑电路A3的对应输入端，第二PWM信号P2、第四PWM信号P4、第六PWM信号P6分别接至开关管驱动电路D1的对应输入端；与逻辑电路A1的输出端与开关管驱动电路D1的对应输入端连接；与逻辑电路A2的输出端与开关管驱动电路D1的对应输入端连接；与逻辑电路A3的输出端与开关管驱动电路D1的对应输入端连接；开关管驱动电路D1的6个输出端分别与开关管K1、K2、K3、K4、K5、K6的驱动端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于能量平衡控制的DC-AC逆变电源，其特征在于：所述的一种基于能量平衡控制的DC-AC逆变电源工作过程如下：

逆变电源与外部直流电源和三相负载正确连接、通电运行后，输入功率检测单元W1检测出当前时刻由外部直流电源U1提供给逆变电源的功率，并将检测结果实时传递给积分电路J1；

储能元件储存能量检测单元W2检测出当前时刻三相滤波电感L和滤波电容C所存储的能量总和Q1，并将检测结果实时传递给减法电路J2，同时计算出在前一个控制周期内储能元件存储能量的增量A2，即用前一个控制周期结束时刻时的储能元件储存能量减去前一个控制周期初始时刻时的储能元件储存能量，并将计算出的增量A2传递至除法电路C1；

积分电路J1根据输入功率检测单元W1传递来的数据，计算出在从当前控制周期初始时刻至当前时刻的时间段内，由外部直流电源U1提供的能量Q2，并将计算结果Q2传递给减法电路J3，同时计算出在前一个控制周期内外部直流电源U1提供的总能量A1，并将计算出的结果总能量A1传递至除法电路C1；

负载辨识单元F1对逆变电源的三相负载进行实时辨识，并将辨识结果传递给负载输出能量预测单元N0和储能元件能量预测单元N1，同时计算出在前一个控制周期内逆变电源提供给负载的总能量A3，并将计算出的结果A3传递至除法电路C1；

负载输出能量预测单元N0预测当逆变电源的实际输出电压等于输出电压给定值U_ref时，在一个控制周期内逆变电源所应该提供给三相负载的能量Q3，并将预测结果Q3传递给比较电路B1；

储能元件能量预测单元N1预测当逆变电源的实际输出等于输出电压给定值U_ref时，在稳态运行的情况下，三相滤波电感L和滤波电容C所应存储的能量总和Q4，并将预测结果Q4传递给减法电路J2；

减法电路J2以储能元件能量预测单元N1提供的数据Q4为被减数，以储能元件储存能量检测单元W2提供的数据Q1为减数，计算二者的差值Q5，并将计算结果传递至减法电路J3；减法电路J3以积分电路J1提供的数据Q2为被减数，以减法电路J2提供的数据Q5为减数，计算二者的差值Q6，并将计算结果传递至乘法电路C2；

除法电路C1根据积分电路J1提供的数据A1、储能元件储存能量检测单元W2提供的数据A2和负载辨识单元F1提供的数据A3，利用公式(1)计算出能量传递系数A4，并将计算结果传递至乘法电路C2

乘法电路C2对两路输入信号A4和Q6进行乘法运算，并将运算结果Q7传递至比较电路B1；

比较电路B1对两路输入信号Q3和Q7进行大小比较，当Q3>Q7时输出信号STOP为高电平，当Q7>Q3时输出信号STOP为低电平，当Q3＝Q7时输出信号STOP维持原状，并将STOP信号传递给与逻辑电路A1、与逻辑电路A2和与逻辑电路A3；

PWM脉冲调制电路M1利用SPWM技术产生三相三桥臂逆变电路所需的6路PWM信号；

与逻辑电路A1将PWM脉冲调制电路M1输出的第一PWM信号P1与比较电路B1提供的STOP信号进行与逻辑运算；与逻辑电路A2将PWM脉冲调制电路M1输出的第三PWM信号P3与比较电路B1提供的STOP信号进行与逻辑运算；与逻辑电路A3将PWM脉冲调制电路M1输出的第五PWM信号P5与比较电路B1提供的STOP信号进行与逻辑运算；

开关管驱动电路D1将输入信号经过电气隔离、功率放大处理后，送至开关管的驱动端，进而实现对开关管K1、K2、K3、K4、K5、K6的通、断控制，使得逆变电源能够为负载提供其所需的三相交流电。

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