CN207926457U - 三相acdc电流滞环控制电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了三相ACDC电流滞环控制电路，包括PLL锁相电路、滞环产生电路、PWM产生电路、死区产生电路、PI调节电路；所述PLL锁相电路获取市电电压采样信号、检测市电的相位和频率并且产生与市电相位与频率一致的单位正弦波信号，PWM产生电路根据PLL锁相电路产生的单位正弦波信号产生PWM信号，死区产生电路在PWM产生电路产生的PWM信号中加入死区，输出带死区的PWM信号；PI调节电路获取母线电压采样信号，对母线电压采样值与设定值的误差进行PI调节，输出滞环指令信号，与单位正弦波信号一起由滞环产生电路产生滞环信号，对PWM信号实时调节，达到恒压。

Description

三相ACDC电流滞环控制电路
技术领域
本实用新型属于电池测试技术领域，特别涉及一种三相ACDC电流滞环控制电路。
背景技术
随着电池行业的蓬勃发展，对其测试设备的功能、性能、可靠性等方面提出了更高的需求。
目前国内外电池总成测试系统的电路拓扑一般是采用ACDC和DCDC两级架构。其中， ACDC部分采用工频隔离变压器和AFE整流回馈单元的组合方式，实现电气隔离、功率因数矫正和稳定直流母线的作用。ACDC的PWM（Pulse Width Modulation）控制技术的一般都是电压源型的，它可以按需要方便地控制其输出电压。但是随着市场对电池总成测试系统的功率因数、谐波等指标的要求，实际需要保证设备输入正弦波电流波形的畸变尽量小且与电网电压的相位差要尽量小。因此，电压型控制无法达到这个要求。若能对电流实行闭环控制，以保证其正弦波形，显然将比电压开环控制能够获得更好的性能，能够解决了现有电池总成测试系统现有的电压型控制方法造成的功率因数不高的问题和电流谐波偏大的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种三相ACDC电流滞环控制电路，解决现有电池总成测试系统电压型控制方法造成的功率因数不高的问题和电流谐波偏大的问题，电流跟踪效果好、功率因数高、电流谐波低。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：三相ACDC电流滞环控制电路，包括PLL锁相电路、滞环产生电路、PWM产生电路、死区产生电路、PI调节电路；所述PLL锁相电路获取市电电压采样信号、检测市电的相位和频率并且产生与市电相位与频率一致的单位正弦波信号，PWM产生电路根据PLL锁相电路产生的单位正弦波信号产生PWM信号，死区产生电路在PWM产生电路产生的PWM信号中加入死区，输出带死区的PWM信号；所述PI调节电路获取母线电压采样信号，对母线电压采样值与设定值的误差进行PI调节，输出滞环指令信号，与单位正弦波信号一起由滞环产生电路产生滞环信号，对PWM信号实时调节，达到恒压。
进一步的，所述PLL锁相电路是由乘法器构成的运算电路和四通道运算放大器构成的积分电路构成一个整体的闭环电路，分别检测市电A相电压采样信号、市电B、C相电压采样信号，输出一个与市电波形相位一致的单位正弦波信号。
进一步的，所述PI调节电路包括由参考源芯片构成的参考电压电路、及分别由运算放大器构成的减法器、比例放大电路、积分电路和叠加器，所述参考电压电路输出恒压参考信号作为设定值，设定值与母线电压采样值输入减法器，产生电压误差信号，电压误差信号输入至比例放大电路和积分电路产生误差比例信号和误差积分信号，然后输入到叠加器，叠加为误差PI信号，输出滞环指令信号。
进一步的，所述滞环产生电路包括由四象限乘法器构成的运算电路、运算放大器构成的信号调理电路，运算电路由市电实际电压采样信号和PLL锁相电路产生的单位正弦波信号运算得出电流滞环的指令电压波形，通过运算放大器调理后输出高/低滞环信号。
进一步的，所述PWM产生电路包括比较器和D触发器，PWM产生电路获取电流采样信号，所述比较器对电流采样信号与高/低滞环信号进行比较和翻转，翻转信号输出至D触发器，输出PWM信号。
进一步的，所述死区产生电路包括RC延时电路、非门、以及与门，RC延时电路在非门、与门之间，产生延时，PWM信号经过非门、与门的处理后，加入死区时间，输出带死区的PWM信号。
与现有技术相比，本实用新型优点在于：控制方式简单、易于硬件实现、工作可靠，电流跟踪效果好、无跟踪误差、精度高，功率因数高、电流谐波低，动态响应快，且易于实现。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图；
图2为本实用新型的PLL锁相电路原理图；
图3为本实用新型的PI调节电路原理图；
图4为本实用新型的滞环产生电路原理图；
图5为本实用新型的PWM产生电路原理图；
图6为本实用新型的死区产生电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，三相ACDC电流滞环控制电路，包括PLL锁相电路1、滞环产生电路2、PWM产生电路4、死区产生电路5、PI调节电路3；PLL锁相电路1获取市电电压采样信号、检测市电的相位和频率并且产生与市电相位与频率一致的单位正弦波信号，PWM产生电路4根据PLL锁相电路1产生的单位正弦波信号产生PWM信号，死区产生电路5在PWM产生电路4产生的PWM信号中加入死区，输出带死区的PWM信号；PI调节电路3获取母线电压采样信号，对母线电压采样值与设定值的误差进行PI调节，输出滞环指令信号，与单位正弦波信号一起由滞环产生电路2产生滞环信号，对PWM信号实时调节，达到恒压的目的，即PWM产生电路4根据电流采样信号和滞环信号产生PWM信号。
PLL锁相电路1是由乘法器构成的运算电路和四通道运算放大器构成的积分电路构成一个整体的闭环电路，如图2所示，包括AD633乘法器A 6、AD633乘法器B7、OP400积分电路8、AD633乘法器C9，分别检测市电A相电压采样信号、市电B、C相电压采样信号，产生一个与市电波形相位一致的单位正弦波信号。
如图3所示，PI调节电路3包括由参考源芯片构成的参考电压电路10、由运算放大器构成的减法器11、由运算放大器构成的比例放大电路12、由运算放大器构成的积分电路13和由运算放大器构成的叠加器14，参考电压电路10产生恒压参考信号，此信号作为恒压的设定值，设定值与母线电压采样值输入减法器11，产生电压误差信号，电压误差信号输入至比例放大电路12和积分电路13产生误差比例信号和误差积分信号，然后输入到叠加器14，叠加为误差PI信号，输出滞环指令信号，输入给后级的滞环产生电路。
滞环产生电路2包括由四象限乘法器构成的运算电路、运算放大器构成的信号调理电路，运算电路由市电实际电压采样信号和PLL锁相电路1产生的单位正弦波信号运算得出电流滞环的指令电压波形，通过运算放大器调理后输出滞环信号。如图4所示，分别是由AD633乘法器D15、AD633乘法器E16、加法电路17、减法电路18构成，AD633乘法器D15根据母线电压采样信号和市电电压采样信号运算得出滞环宽度信号，AD633乘法器D16根据滞环指令信号和单位正弦波信号运算得出滞环基准信号，通过加法电路17调理后输出高滞环信号、通过减法电路18调理后输出低滞环信号。
如图5所示，PWM产生电路4包括比较器A19、比较器B20和D触发器21，PWM产生电路4获取电流采样信号，比较器A19对电流采样信号与高滞环信号进行比较、比较器B20对电流采样信号与低滞环信号进行比较，翻转信号给到D触发器21，产生PWM波形，即输出PWM信号。
如图6所示，死区产生电路5包括RC延时电路24、非门23、以及与门22，非门23由74HC14构成、与门22由74HC11构成，RC延时电路24在非门23、与门22之间，产生上下管之间的延时，防止IGBT上下管直通，PWM信号经过非门23、与门22的处理后，加入死区时间，输出带死区的PWM信号。
综上所述，本实用新型的PLL锁相电路根据市电的电压采样信号，生成与其相位一致的单位正弦波信号，此信号与由PI调节电路根据直流母线电压的采样信号与参考信号的PI调节产生的滞环指令信号一起，由滞环产生电路产生高低滞环信号，PWM发生电路根据电流采样信号和高低滞环信号产生PWM后，由死区产生电路生成带死区的PWM信号。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.三相ACDC电流滞环控制电路，其特征在于：包括PLL锁相电路、滞环产生电路、PWM产生电路、死区产生电路、PI调节电路；所述PLL锁相电路获取市电电压采样信号、检测市电的相位和频率并且产生与市电相位与频率一致的单位正弦波信号，PWM产生电路根据PLL锁相电路产生的单位正弦波信号产生PWM信号，死区产生电路在PWM产生电路产生的PWM信号中加入死区，输出带死区的PWM信号；所述PI调节电路获取母线电压采样信号，对母线电压采样值与设定值的误差进行PI调节，输出滞环指令信号，与单位正弦波信号一起由滞环产生电路产生滞环信号，对PWM信号实时调节。
2.根据权利要求1所述的三相ACDC电流滞环控制电路，其特征在于：所述PLL锁相电路是由乘法器构成的运算电路和四通道运算放大器构成的积分电路构成一个整体的闭环电路，分别检测市电A相电压采样信号、市电B、C相电压采样信号，输出一个与市电波形相位一致的单位正弦波信号。
3.根据权利要求2所述的三相ACDC电流滞环控制电路，其特征在于：所述PI调节电路包括由参考源芯片构成的参考电压电路、及分别由运算放大器构成的减法器、比例放大电路、积分电路和叠加器，所述参考电压电路输出恒压参考信号作为设定值，设定值与母线电压采样值输入减法器，产生电压误差信号，电压误差信号输入至比例放大电路和积分电路产生误差比例信号和误差积分信号，然后输入到叠加器，叠加为误差PI信号，输出滞环指令信号。
4.根据权利要求3所述的三相ACDC电流滞环控制电路，其特征在于：所述滞环产生电路包括由四象限乘法器构成的运算电路、运算放大器构成的信号调理电路，运算电路由市电实际电压采样信号和PLL锁相电路产生的单位正弦波信号运算得出电流滞环的指令电压波形，通过运算放大器调理后输出高/低滞环信号。
5.根据权利要求4所述的三相ACDC电流滞环控制电路，其特征在于：所述PWM产生电路包括比较器和D触发器，PWM产生电路获取电流采样信号，所述比较器对电流采样信号与高/低滞环信号进行比较和翻转，翻转信号输出至D触发器，输出PWM信号。
6.根据权利要求1-5任一项所述的三相ACDC电流滞环控制电路，其特征在于：
所述死区产生电路包括RC延时电路、非门、以及与门，RC延时电路在非门、与门之间，产生延时，PWM信号经过非门、与门的处理后，加入死区时间，输出带死区的PWM信号。
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