[发明专利]一种大电流电源及其恒流控制方法及系统

说明书

本发明公开一种大电流电源及其恒流控制方法及系统。本发明提供的大电流电源包括：初级电源、馈能电路和直流升流器。馈能电路包括续流二极管和磁复位绕组，直流升流器的次级线圈与负载连接。本发明提供的大电流电源的负载端无输出整流二极管与滤波电容，因此不需要考虑输出整流二极管在大电流下的功耗问题，不需要使用电解电容滤波，不仅极大地延长了电源的使用寿命，而且容易通过扩展输出更大的电流，电源电路简单，体积小，易于控制，工作可靠性高。采用本发明提供的控制方法及系统能够精确控制初级电源中Buck电路的输出电压，从而使大电流电源在负载端得到恒定的输出电流。

技术领域

本发明涉及低压电器领域，特别是涉及一种大电流电源及其恒流控制方法及系统。

背景技术

直流断路器在直流输电系统中作为换流站中的重要保护电器，能够在不停电的情况下对系统进行检修以及处理出现的故障，确保系统工作正常。而光伏发电站中的直流汇流箱以及直流配电柜中主要将直流断路器作为开关使用，主要功能是过电流保护以及隔离，并为支路开关产生的故障提供选择性保护。特别是集中式光伏并网系统中，拥有大量的直流汇流箱与直流配电柜，需要大量的直流断路器。光伏发电的迅速发展，对直流断路器提出了更高的保护性能要求。而城市轨道交通需要在沿线每两公里建设直流牵引变电所，每个变电所内含10-12套包括直流断路器的直流电源设备，直流断路器主要起过流保护、过压保护、热保护等。可见，高压直流输电技术、光伏发电以及城市轨道交通等直流系统的迅速发展需求大量的直流断路器。同时，作为直流系统中起控制和保护作用的直流断路器，其性能对直流系统的安全可靠运行至关重要。因此对直流断路器的保护特性进行测试，对防止直流系统出现故障及事故扩大，保证直流系统的稳定运行，具有重要意义。

直流断路器短路瞬动保护特性测试所需的电流很大，电流范围为几百安培到几万安培。现有的直流断路器保护特性测试装置大多为电源加负载系统或交流电源整流成直流系统的方式。前者由于外加负载系统，存在体积庞大、重量重、操作繁琐的问题，不利于移动测试。后者不仅存在输出电流不稳定，难控制，且电流纹波大的问题，而且由于交流整流成直流的过程中需要输出整流管，造成整流和滤波困难，且大电流下整流二极管的功耗非常大。

发明内容

本发明的目的是提供一种大电流电源及其控制方法及系统，大电流电源的负载端无输出整流二极管与滤波电容，不需要考虑输出整流二极管在大电流下的功耗问题，大电流电源在负载端能够得到恒定的输出电流。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种大电流电源，所述电源包括：初级电源、馈能电路和直流升流器；其中，

所述馈能电路包括续流二极管和磁复位绕组，所述续流二极管的阳极与所述磁复位绕组的第一端连接，所述续流二极管的阴极与所述直流升流器的初级线圈的第一端连接，所述初级线圈的第二端与所述磁复位绕组的第二端连接；其中，所述磁复位绕组的第一端与所述初级线圈的第一端互为同名端；

所述初级电源的正输出端与所述初级线圈的第一端连接，所述初级电源的负输出端与所述初级线圈的第二端连接，所述直流升流器的次级线圈与负载连接。

可选的，所述初级电源包括Buck电路与直流电源，所述直流电源与所述Buck电路的输入端连接。

一种大电流电源的恒流控制方法，所述控制方法用于所述的电源，所述控制方法包括：

获取从PWM控制器到所述电源的输出电流的单位阶跃响应系数数据集，所述PWM控制器用于控制Buck电路的开关管的工作状态；

根据所述单位阶跃响应系数数据集确定动态矩阵，所述动态矩阵中的元素为所述单位阶跃响应系数数据集中的单位阶跃响应系数；

根据所述动态矩阵、控制增量序列及当前控制量作用下电源的输出电流确定所述电源的预测控制模型；