[发明专利]有源钳位正激变换器的原边电流采样双闭环数字控制方法

说明书

本发明提供了一种有源钳位正激变换器的原边电流采样双闭环数字控制方法，包括：步骤1，通过电压采样电路采样输出负载两端的电压，将采样后的电压值经过电压采样运放调理电路处理后输入DSP。本发明采用双闭环数字控制，通过电压采样电路采样有源钳位正激变换器的输出电压，反馈至DSP内经过电压环控制器输出电流参考，通过原边电流采样电路采样变压器的原边电流，反馈至DSP内取得原边电流平均值作为电流反馈，通过将电流反馈与电流参考进行比较，经过DSP内的控制器，作为占空比输出，达到双闭环数字控制的目的，提高了有源钳位正激变换器的效率和可靠性，双闭环数字控制使有源钳位正激变换器控制灵活简单，动态响应快。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种有源钳位正激变换器的原边电流采样双闭环数字控制方法。

背景技术

开关电源在20世纪70年代问世，在众多场合取代了线性稳压电源。作为线性电源的替代产品开关电源克服了许多缺点。开关电源中的逆变器频率通常非常高(20kHz以上)，这样变压器的体积大大减小，从而减小了电源体积。同时工作在开关状态的电力电子器件损耗较小，提高了变压器的效率。

各种电子装置、电气控制设备都采用开关电源作为供电电源。由于电子装置的集成度不断增加，功能越来越强，体积却越来越小，因此迫切需要体积小、重量轻、效率高、性能好的新型电源，这为开关电源技术的发展提供了强大的动力。

高频化、小型化、模块化和数字化是直流开关电源的发展方向。高频化是小型化和模块化的基础，目前开关频率为数百赫兹到数兆赫兹的开关电源已有使用。功率重量比或体积比是表征电源小型化的重要指标。模块化和小型化分不开，同时模块化显著提高电源的可靠性和使用灵活性，简化生产和使用。模块电源的并联和串联、级联既便于用户使用，也便于生产。数字控制电源正在逐渐兴起，它除了具有开发周期短、可编程、高集成度、低敏感性、电源管理等优点还可以使用编程的方法来实现复杂的控制算法，容易调整控制策略[9]。

开关电源频率的不断提高也为我们带来了新的问题，开关损耗随着开关频率的提高不断增大，成为了阻碍电源效率提升的关键问题。为了解决这一问题，20世纪80年代，学者们提出了解决开关损耗的软开关技术。采用软开关技术可以降低开关损耗同时使得电磁干扰情况也得到改善。

针对电力机车板极电源复杂多变的工作环境，宽范围负载运行以及高效率的要求提出有源钳位正激变换器。通过钳位电路实现变压器磁复位和开关管的软开关。可适用于宽范围输入电压的场合，激磁能量全部回馈到电网当中，在电路性能和效率方面具有较大优势。为了使变换器良好的动态性能需要通过分析，建立有源钳位正激变换器模型并选择合理的控制方法。电压模式控制中，当存在负载电流或输入电压等扰动时，必须等待负载电压发生变化引起误差放大信号变化时才实施相应的控制过程，这可能会导致一个或多个开关周期的延迟，不利于系统的动态响应。因而采用动态响应更快的电流控制方式。与传统的模拟控制相比，数字控制具有简单灵活，可编程，可调节性强，对老化和环境温度不敏感和可以实现实时通信的优点。在电力机车工作和运行的环境中，数字控制在实时通信和参数调节方面具有较大优势。基于原边电流采样双闭环控制是一种简单、暂态闭环响应较快、对输入电压和输出负载变化的瞬态响应快的控制方法。

发明内容

本发明提供了一种有源钳位正激变换器的原边电流采样双闭环数字控制方法，其目的是为了解决传统的变换器效率低，控制复杂繁琐，系统的动态响应慢的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种有源钳位正激变换器，包括：

电源，所述电源的正极端与原边电流采样电路的第一端电连接，所述电源的负极端与所述原边电流采样电路的第二端电连接，所述原边电流采样电路的第三端与电流采样运放调理电路的第一端电连接，所述原边电流采样电路的第四端与所述电流采样运放调理电路的第二端电连接；

钳位电容，所述钳位电容的第一端与所述电源的正极端电连接；