[实用新型]直流充电装置中的PI控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直流充电装置中的控制电路，属于直流系统中充电装置控制技术领域。

背景技术

直流系统是变电站或发电厂等电力场所的重要组成部分，主要由蓄电池组、直流充电装置和直流监控等部分组成。它的作用是：正常情况下，为变电站和发电厂内的合闸负载和控制负载提供直流电源；故障时，当变电站和发电厂内用电中断的情况下为继电保护及自动装置、合闸与断路器跳闸、载波通信、事故照明、直流电动机拖动的厂用机械提供工作直流电源。所以对蓄电池运行充电维护是否正常，直接影响着应用领域中各种设备的可靠性、安全性和准确稳定的运行。若直流充电装置中电池组出现过充电、过放电及电池老化等现象，会导致电池损坏或电池容量急剧下降，使直流充电装置不能正确的输出电压电流。

直流充电装置从传统的线性电源发展到目前的高频开关式直流模块，尤其从70年代以来大规模集成电路技术的发展，使开关电源有了质的飞跃，使高频开关式直流充电模块具有效率高、体积小和重量轻等突出优点。

直流充电装置的内部工作原理为：三相交流电源经过EMI滤波器输入到整流电路，将交流整流为脉动的直流输出，通过无源功率因数校正（PFC）电路，将脉动的直流转换为平直的直流电源，DC/DC高频逆变器将直流转换为高频交流电源，通过高频整流电路将高频的DC转换为高频脉动的直流，此直流通过高频滤波输出。其中DC/DC高频变换电路，在控制电路的控制下，以实现电压调整（包括稳压和电压整定）。

采用电压控制型开关电源会对开关电流失控，不便于过流保护，并且响应慢、稳定性差。

目前直流系统中充电装置闭环控制技术领域一般采用非PI控制电路，直流充电装置单电压控制时电流容易失控，极端情况下充电装置会过流及输出电压不稳定。

实用新型内容

本实用新型目的提供一种直流充电装置中的PI控制电路，基于PI控制电路的电压、电流双闭环控制系统控制电路，用于直流系统中充电装置闭环控制。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种直流充电装置中的PI控制电路。

PI 控制器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例（P）和积分（I）通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。PI 控制器各校正环节的作用如下：

1．比例环节

控制器立即产生控制作用，以减少偏差。通常随着比例系数值的加大，闭环系统的超调量加大，系统响应速度加快，但是当比例系数值增加到一定程度，系统会变得不稳定。

2．积分环节

主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数，时间常数越大，积分作用越弱，反之越强。通常在比例系数值不变的情况下，积分时间常数越大，即积分作用越弱，闭环系统的超调量越小，系统的响应速度变慢。

比例控制可以实现对偏差的快速响应，积分控制可以消除静差。将比例与积分控制结合起来可以在消除静差的同时加快对偏差的响应。

本实用新型提供的直流充电装置中的PI控制电路，其特征是，包含一输出调整电压VOSC的电压控制电路和一补充调节所述调整电压VOSC的电流控制电路，所述电压控制电路和电流控制电路内均包含一PI电路；所述PI电路包含一误差运算放大器、并联于误差运算放大器反向输入端与输出端之间的串联的一电阻和电容；

所述电压控制电路中，直流充电装置的输出电压采样值VFB经电阻R63、R44连接至其内的PI电路中的误差运算放大器反向输入端，基准电压值VREF、并机均流母线电压值VJL、经调节的外部给定值VADJ均输入该误差运算放大器正相输入端，该误差运算放大器输出端用于输出所述调整电压VOSC；

所述电流控制电路中，直流充电装置的输出电流采样值IS-、基准电压值VREF均连接至其内的PI电路中的误差运算放大器正相输入端；直流充电装置的输出电流限定值IADJ经调节输入该误差运算放大器反相输入端，该误差运算放大器输出端经一二极管与所述电压控制电路输出的调整电压VOSC相连。

所述外部给定值VADJ通过分压电阻分压，得到一个给定电压值，输入所述电压控制电路中的误差运算放大器正相输入端。

所述电压控制电路中的误差运算放大器输出端经一输出电阻连接至信号发生器，向信号发生器输出调整电压VOSC。

直流充电装置的输出电流采样值IS-和基准电压值VREF分别通过另一电阻连接至所述电流控制电路中的误差运算放大器正相输入端。