[发明专利]应用于直流系统的有源滤波方法

权利要求书

1.一种应用于直流系统的有源滤波方法，其特征在于，通过对直流负载处的电流采样滤波后得到负载电流中的谐波信号，经取反后作为补偿信号并与有源滤波器产生的电流信号相减得到误差信号，以该误差信号作为负反馈，进而动态调节隔离DC/DC变换器输出的电压以及输出的电流范围，从而使得有源滤波器的损耗最小化；

所述的负反馈，通过设置于直流母线和有源滤波器之间的并联的PI控制器和自适应准PR控制器生成控制信号，进一步由载波脉宽调制CBPWM单元将控制信号与三角载波相比较，得到用于控制有源滤波器中的开关管导通与关断的控制信号；

所述的隔离DC/DC变换器电压环采用单移相PWM控制，并且通过改变参考电压的值来改变输出电压；

所述的有源滤波器的损耗最小化，具体包括：

步骤一：对负载处的电流进行采样，得到包含直流电流和谐波电流的电流信号I_d+i_d，经过低通滤波器后得到不含谐波的直流电流I_d，再用采集到的电流信号I_d+i_d减去直流信号I_d便可得到负载电流中的谐波信号i_d；

步骤二：将谐波信号i_d取反得到需要有源滤波器产生的补偿信号，再将补偿信号与有源滤波器已经产生的电流信号i_c相减，即通过负反馈获得误差信号e_i后，分别输入PI控制器及自适应准PR控制器；

步骤三：载波脉宽调制单元将PI控制器及自适应准PR控制器输出的信号叠加后与上下两路同相三角载波相比较，得到控制有源滤波器中的开关管导通与关断的控制信号。

2.根据权利要求1所述的应用于直流系统的有源滤波方法，其特征是，所述的有源滤波器，通过隔离DC/DC变换器设置于直流母线上并与负载相连，具体为：直流有源滤波器输出端与直流负载经隔直电容并联，直流有源滤波器输入端与隔离DC/DC变换器的输出端相连，隔离DC/DC变换器的输入端与直流母线相连。

3.根据权利要求1所述的应用于直流系统的有源滤波方法，其特征是，所述的有源滤波器，采用二极管中点箝位型三电平拓扑，包括：八个开关管、两个隔直电容以及由输出滤波电容和输出滤波电感构成的用于滤除有源滤波器输出电流中的谐波的二阶LC滤波器。

4.根据权利要求1所述的应用于直流系统的有源滤波方法，其特征是，所述的隔离DC/DC变换器采用两电平双有源全桥拓扑，包括：八个开关管、高频变压器、输入滤波电容、两个输出滤波电容和谐振电感。

5.根据权利要求1所述的应用于直流系统的有源滤波方法，其特征是，所述的隔离DC/DC变换器的单移相PWM控制，具体包括：

步骤i：对变换器的输出电压进行采样得到U_out，并用设定的参考电压U_ref减去采样电压U_out，即采用负反馈得到误差信号e_u，将误差信号e_u输入PI控制器，生成移相比的控制信号；

步骤ii：将控制器输出的信号经过线性化单元处理，再通过与三角波进行比较，即采用脉宽调制策略，得到控制隔离DC/DC变换器中的开关管导通与关断的控制信号。