[发明专利]两级式直交逆变器输入电流低频脉动抑制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种抑制两级式直交逆变器输入直流电流低频脉动的方法，属电能变换装置中的控制技术。

背景技术：

目前新能源、飞机及电动汽车等分布式发电系统中，通常兼容传统低压直流电源系统规格，如沿用28V、42V等直流电源。为获得负载所需115V或220V交流电，通常需要采用两级式架构——前级直直变换器完成逆变器输入输出电压匹配及电气隔离，后级逆变器完成直流到交流转换并给终端负载供电。

由于后级逆变器输出电压和电流都是低频交流电，因此逆变级的瞬时功率中含有两倍频脉动量，该低频脉动功率必然使前级直直变换器的输出电流出现低频脉动使逆变输入电流含较大两倍输出电压频率交流分量，由直直变换器输出滤波电感及中间母线电容共同承担。前级电感上的低频脉动分量必然会传递到前级变换器的输入端。将不可避免要求输入源具有承受较大纹波电流能力，对充当输入电压源的蓄电池燃料电池使用寿命是一个较大威胁。因此，希望能有一种方法来抑制前级直直变换器输出滤波电感支路的低频脉动从而抑制两级直交逆变器输入电压源的电流低频脉动。

发明内容：

本发明旨提出一种抑制两级直交逆变器输入电流低频脉动的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，在传统的双电压电流双闭环控制策略中，在电流环之前加入谐振控制器。通过谐振控制器滤除电压调节器输出的含有两倍逆变器输出电压频率的低频脉动分量的电压误差信号，并将滤除低频脉动分量后的误差电压放大信号作为电流环控制器的参考给定信号，使电流环的电流给定信号中的低频脉动量消除或减小。前级直直变换器输出滤波电感电流跟踪此参考给定信号，从而抑制前级直直变换器滤波电感电流中低频分量，进而也就抑制了直流电压源输入电流低频脉动量。

直直变换器输出电压采样信号，进入电压调节器的反相端，与同向端的电压基准信号相比较，输出电压误差放大信号。电压误差放大信号进入谐振控制器同向端，谐振控制器反向端与输出端相连。谐振控制器输出信号作为电流环的基准，进入电流比较器的同向端，电流比较器的反向端接入前级直直变换器输出滤波电感电流的采样信号。电流比较器输出调制波，与载波进入PWM信号发生器产生PWM高频脉冲信号，再经过逻辑电路，最终输出前级直直变换器功率开关管驱动信号。

本发明的两级式直交逆变器输入电流低频脉动的抑制方法采用对前级直直变换器的外环电压环控制，中间经过谐振控制器滤除低频脉动分量，内环电流环控制，从而能有效的滤除两级式直交逆变器输入电流低频脉动分量。

附图说明：

附图1是本发明的两级式直交逆变器输入电流低频脉动抑制方法控制策略结构示意图。附图1中的标号名称：(1)——输入电源；(2)——前级DC/DC变换器；(3)——电压调节器单元；(4)——谐振控制器单元；(5)电流调节器单元；(6)PWM信号产生单元；(7)逻辑及驱动电路单元。

附图2是本发明在两级式直交逆变器中对电流低频脉动抑制的主要波形示意图。

附图3是谐振控制器传递函数的波特图。

附图1中的主要符号名称：V_DC——输入直流电源，L_f——前级直直变换器输出滤波电感，C_f——前级直直变换器输出滤波电容，C₁、C₂、C₂——是谐振控制器中电容，R₁、R₂、R₃、R₄——是谐振控制器中电阻，OP——谐振控制器中运算放大器，V_o——前级直直变换器输出电压采样，V_e——电压调节器输出电压误差放大信号，V_ref——电压基准，i_ref——电流基准，i_Lf——滤波电感电流采样。

具体实施方式：