[发明专利]采用数字技术的KV控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及高压发生器的控制电路技术领域，更为具体地，涉及一种采用数字技术的KV控制方法及系统。

背景技术

高压发生器（High Voltage Power Supply，简称：HVPS）又称直流高压发生器，是高压电源的传统称呼，主要是指用于绝缘和漏电检测中的高压电源。直流高压发生器适用于电力部门、科研单位、铁路、化工、发电厂、大型企业动力部门对氧化锌避雷器、磁吹避雷器、电力电缆、发电机、变压器、开关等设备进行直流高压试验和泄漏电流试验。

目前大多数的高压发生器的KV控制部分大都采用模拟电路实现，一般采用运放电路实现PI调节功能，专用PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制，简称脉宽调制）电源控制芯片实现PWM功能。因此，高压发生器的KV控制部分模拟电路存在以下弱点与问题：

1）一旦电路设计定型后可扩展性差和可更改性差；

2）控制方式不灵活；

3）由于采用离散器件，各个器件的精度误差对电路的特性都有影响；

4）电路所占面积比较大。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种采用数字技术的KV控制方法及系统，以解决高压发生器模拟技术的KV控制电路中存在的弱点和问题。

本发明提供的采用数字技术的KV控制系统，包括KV闭环控制系统和移相PWM信号生成模块；其中，KV闭环控制系统采用KV双闭环控制，包括外环和内环，外环为KV闭环控制，内环为逆变电流有效值闭环控制；KV闭环控制系统和移相PWM信号生成模块通过FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列）单元来实现；FPGA单元包括KV控制主模块、AD转换模块、KV控制模块和移相PWM信号生成模块；KV控制主模块用于定义与外界的接口，生成逆变工作频率的脉冲信号同步AD转换模块、KV控制模块和移相PWM信号生成模块工作；AD转换模块用于将外界的KV反馈和逆变电流有效值反馈读入芯片；KV控制模块用于实现数字PID功能，控制KV输出；移相PWM信号生成模块用于生成PWM信号驱动全桥逆变器；KV控制主模块、AD转换模块、KV控制模块和移相PWM信号生成模块组成一起实现KV双闭环控制。

此外，优选的方案是，逆变电流有效值的获取方法为：用电流互感器取得逆变电流信号，通过电流流过电容，取电容电压得到电流的有效值；相应的公式如下：

Uo=1C∫1(t)dt]]>

此外，优选的方案是，实现数字PID功能为每一个PWM周期完成两次PID运算；系统放线命令到来后，将上位机传来的KV设定值和所述AD转换模块传来的所述KV反馈值作差，计算出误差值，再将误差进行PID运算；在实现数字PID功能的过程中采用增量型控制，模型如下式：