[发明专利]一种基于直流降压和输出电流控制的电感线圈充放电源

权利要求书

1.一种基于直流降压和输出电流控制的电感线圈充放电源，其特征在于：

包括有依序电连接的二极管整流电路、DC/DC降压电路、输出电流控制单元和作为负载的电感线圈；

所述输出电流控制单元包含有开关管T2、二极管D2、电容C3及耗能电阻R，其中二极管D2与电容C3串联后与耗能电阻R并联，然后与开关管T2串联形成电流控制支路，所述电流控制支路跨接于DC/DC降压电路后级的直流侧正负母线之间，且耗能电阻R与正母线相接、二极管D2阴极指向正母线，所述电感线圈与耗能电阻R并联；

还包括有用于采集输出电流控制单元输出电流的第一电流传感器，以及用于接收第一电流传感器电参数并控制DC/DC降压电路的控制器，所述控制器通过PWM驱动开关管T2进行关断；

还包括有计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序被所述控制器执行时实现以下步骤：

S1.控制输出电流控制单元的输出电流跟踪电流目标波形；

S2.控制DC/DC降压电路恒定输出直流电压U_dc^*，其中U_dc^*为根据电感线圈的电流变化率情况所计算而得的直流电压目标值；

所述直流电压目标值按来确定，式中L_Load为电感线圈的电感量，为电感线圈在充放电时间内的电流最大变化率；并且，

所述目标值的取值不大于X，其中X为会引起电感线圈高频电压谐波的电压；

所述耗能电阻R取值R_h按来设计，式中L_Load为电感线圈的电感量，ΔT为充放电时间。

2.如权利要求1所述的电感线圈充放电源，其特征在于，

还包括用于采集DC/DC降压电路输出电压的电压传感器、用于采集DC/DC降压电路输出电流的第二电流传感器，所述控制器接收电压传感器、第二电流传感器的电参数，所述DC/DC降压电路采取电压外环电流内环的双闭环控制方式输出直流电压U_dc^*；和/或

所述输出电流控制单元采取电流闭环控制方式对电感线圈的电流进行控制。

3.如权利要求2所述的电感线圈充放电源，其特征在于，所述双闭环控制方式进一步包括：将输出直流电压目标值U_dc^*与电压传感器实时采样检测到的实际电压U_dc的差值经PI调节器调节，调节器的输出经限幅器限幅后得到电流指令i_L^*，该电流指令与第二电流传感器实时采样检测到的实际电流i_L的差值经PI调节器调节，调节器的输出经限幅器限幅后得到调制波信号，该调制波信号与三角载波信号进行比较得到PWM脉冲信号，用该PWM脉冲信号来控制DC/DC降压电路的快速通断。

4.如权利要求2所述的电感线圈充放电源，其特征在于，所述电流闭环控制方式进一步包括：将电感线圈的目标控制电流I_out^*与第一电流传感器实时采样检测到的实际电流i_out的差值经PI调节器调节，调节器的输出经限幅器限幅后得到调制波信号，该调制波信号与三角载波信号进行比较得到PWM脉冲信号，用该PWM脉冲信号来控制输出电流控制单元中的开关管T2的快速通断。

5.如权利要求1所述的电感线圈充放电源，其特征在于，

所述二极管整流电路输出侧的正负母线之间跨接支撑电容C1；和/或

DC/DC降压电路后级的直流侧正负母线之间跨接有滤波电容C2。

6.如权利要求1所述的电感线圈充放电源，其特征在于，DC/DC降压电路包括开关管T1、二极管D1及电感L，二极管整流电路输出侧的正母线依次串联开关管T1、电感L，所述二极管D1阳极连接二极管整流电路输出侧的负母线，阴极连接开关管T1、电感L之间的接点，所述控制器通过PWM驱动开关管T1进行关断。

7.如权利要求1所述的电感线圈充放电源，其特征在于，所述电感线圈充放电源的输入侧为三相或单相。