[发明专利]基于瞬时电流直接控制的新型脉宽调制电流跟踪控制方法

权利要求书

1.基于瞬时电流直接控制的新型脉宽调制电流跟踪控制方法，其特征在于：包括以下步骤

1)、采样直流侧电压瞬时值、工频电网电压瞬时值；

2)、对逆变电路的不同工作状态进行分析，得出对应不同逆变电路工作状态下的可控电流矢量；

3)、对步骤2)得出的可控电流矢量处理，相应地得出瞬时电流位移因子；

4)、根据步骤3)得出的瞬时电流位移因子，计算需要的作用时间，对实际电流进行脉宽调制；

5)、启动DSP芯片上自带的PWM外设功能，按照预定的电流调控周期ts设置PWM的周期参数，根据步骤4)所述的脉宽调制方法得出的数值设置PWM脉冲宽度，这样在下一个调控周期内不需要DSP干预，PWM外设将根据设定参数通过对逆变电路开关状态的控制自动实现对输出瞬时电流矢量的转移控制，使输出电流跟踪指令电流的变化。

2.根据权利要求1所述的基于瞬时电流直接控制的新型脉宽调制电流跟踪控制方法，其特征在于：所述的基于瞬时电流直接控制的新型脉宽调制电流跟踪控制方法还包括倍频PWM的控制步骤。

3.根据权利要求2所述的基于瞬时电流直接控制的新型脉宽调制电流跟踪控制方法，其特征在于：所述倍频PWM的控制步骤是在一个周期内控制两个电流位移因子分别交替作用两次，每次作用时间是原来的1/2。

4.根据权利要求1所述的基于瞬时电流直接控制的新型脉宽调制电流跟踪控制方法，其特征在于：步骤2)所述的可控电流矢量的得出方法为

逆变电路的工作状态1：输出电流为正向、T1管导通，E1放电时设此时E1端电压为Ve1，电网侧电压为Us，输出电流当前数值为ic，T1管导通时间为Trp，可以得出

Δic_rp＝((Ve1-Us)/Lc)*Trp

逆变电路的工作状态2：输出电流为正向、T1管关断，设此时E2端电压为Ve2，电网侧电压为Us，输出电流起始数值为ic，T1管不导通时间为Tdp，可以得出

Δic_dp＝-((Ve2+Us)/Lc)*Tdp

逆变电路的工作状态3：输出电流为负向、T2管导通，E2放电，设此时E2端电压为Ve2，电网侧电压为Us，输出电流起始数值为ic，T2管导通时间为Trn，可以得出

Δic_rn＝-((Ve2+Us)/Lc)*Trn

逆变电路的工作状态4：输出电流为负向、T2管关断，设此时E1端电压为Ve1，电网侧电压为Us，输出电流起始数值为ic，T2管不导通时间为Tdn，可以得出

Δic_dn＝((Ve1-Us)/Lc)*Tdn。

5.根据权利要求4所述的基于瞬时电流直接控制的新型脉宽调制电流跟踪控制方法，其特征在于：步骤3)所述的瞬时电流位移因子的得出方法为

定义单位时间内电流矢量的移动距离为瞬时电流位移因子，记为δic，根据步骤2)得出的可控电流矢量相应地得出一组关于瞬时电流位移因子的定义式

δic_rp＝(Ve1-Us)/Lc     在输出电流为正、仍需正向增大时选用；

δic_dp＝-(Ve2+Us)/Lc    在输出电流为正、需正向减小时选用；

δic_rn＝-(Ve2+Us)/Lc    在输出电流为负、仍需反向增大时选用；

δic_dn＝(Ve1-Us)/Lc     在输出电流为负、需反向减小时选用。

6.根据权利要求5所述的基于瞬时电流直接控制的新型脉宽调制电流跟踪控制方法，其特征在于：步骤4)所述的脉宽调制方法为

k时刻实际电流可通过实时采样获得，记为i(k)；期望的k+1时刻电流值记为i(k+1)，根据步骤3)得出的瞬时电流位移因子的定义式可知：

当输出电流为正时，假设T1管的开通时间为t1，T1管的关断为t2，列得以下一组方程式

δic_rp*t1+δic_dp*t2＝i(k+1)-i(k)

t1+t2＝ts

考虑开通驱动延时t0，实际T1管的驱动时间应为

T1_on＝t1+t0＝(i(k+1)-i(k)-δic_dp*ts)/(δic_rp-δic_dp)+t0；

当输出电流为负时，假设T2管的开通时间为t1，T2管的关断时间为t2，列得以下一组方程式

δic_rn*t1+δic_dn*t2＝i(k+1)-i(k)

t1+t2＝ts

为方便实现PWM控制，考虑在逆变电路中T1、T2采用互补导通的驱动方法，计入开通延时t0的影响可以得出

T1_on＝t2-t0＝(i(k+1)-i(k)-δic_rn*ts)/(δic_dn-δic_rn)-t0；

又因：δic_rp＝δic_dn＝δic_r＝(Ve1-Us)/Lc使原电流向正轴上方移动；

δic_dp＝δic_rn＝δic_d＝-(Ve2+Us)/Lc使原电流向负轴下方移动；

可得出：

t1_on＝(i(k+1)-i(k)-δic_d*ts)/(δic_r-δic_d)+λ*t0

其中

λ＝1     i(k)＞＝0

λ＝-1    i(k)＜0

δic_r＝(Ve1-Us)/Lc

δic_d＝-(Ve2+Us)/Lc。