[发明专利]单相不间断电源输出稳压控制方法和系统

权利要求书

1.一种单相不间断电源输出稳压控制方法，所述单相不间断电源包括可控整流模块、蓄电池充放电模块和逆变稳压模块；所述可控整流模块包括可控整流全桥和滤波电容，所述可控整流全桥的两输入端分别与单相电源的零线和火线连接，所述可控整流全桥的两输出端分别与滤波电容的两端连接；所述蓄电池充放电模块和所述逆变稳压模块连接所述可控整流全桥的两输出端；所述逆变稳压模块包括第三上桥臂开关管和第三下桥臂开关管；所述第三上桥臂开关管的发射极、所述第三下桥臂开关管的集电极相接后连接电源输出端；所述第三上桥臂开关管和所述第三下桥臂开关管的基极不接；其特征在于，所述方法包括：

步骤S1、获取直流母线电压V_dc，以及输出电压V₀和输出电流I₀，所述直流母线电压为滤波电容两端电压；

步骤S2、基于第三上桥臂开关管和第三下桥臂开关管的占空比D，直流母线电压V_dc、输出电压V₀和输出电流I₀确定逆变稳压模块的电压方程；

步骤S3、对所述逆变稳压模块的电压方程进行一阶欧拉离散处理，确定k时刻的输出电压V₀(k)与占空比D、k时刻的输出电流I₀(k)、k时刻的直流母线电压V_dc(k)、k-1时刻的输出电流I₀(k-1)的关系；

步骤S4、令输出电压给定值等于k时刻的输出电压V₀(k)，以确定最优占空比，以电压给定有效值为输入，以输出电压V₀(k)为反馈值输入PID控制器进闭环计算，以更新输出电压给定值，并确定最优占空比，根据所述最优占空比输出控制脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的单相不间断电源输出稳压控制方法，其特征在于，所述蓄电池充放电模块包括蓄电池、第二上桥臂开关管和第二下桥臂开关管；所述第二上桥臂开关管的发射极、所述第二下桥臂开关管的集电极相接后连接至所述蓄电池的一极；所述第二上桥臂开关管和所述第二下桥臂开关管的基极不接；

所述滤波电容的一端、所述第一上桥臂开关管的基极、所述第二上桥臂开关管的基极和所述第三上桥臂开关管的基极连接；所述第一下桥臂开关管的发射极、所述滤波电容的另一端、所述第二下桥臂开关管的发射极、所述蓄电池的另一极、所述第三下桥臂开关管的发射极连接；

所述可控整流模块还包括串联的第一电阻和第一电感，所述第一电阻一端连接电源输入端，所述第一电阻的另一端连接第一电感，所述第一电感、所述第一上桥臂开关管的发射极、所述第一下桥臂开关管的集电极连接；

所述蓄电池充放电模块还包括第二电感，所述第二电感的一端连接所述蓄电池的一极，所述第二电感的另一端连接至所述第二上桥臂开关管的发射极、所述第二下桥臂开关管的集电极；

所述逆变稳压模块还包括第三电感和接地电容，所述第三电感的一端连接所述第三上桥臂开关管的发射极、所述第三下桥臂开关管的集电极，所述第三电感的另一端连接电源输出端，所述电源输出端通过接地电容接地。

3.根据权利要求2所述的单相不间断电源输出稳压控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述电压方程为：

上式中，L₃为第三电感的电感值，D取值在0～1范围内，T_on为第三上桥臂开关管开通且第三下桥臂开关管关断持续时间，T_off为第三上桥臂开关管关断且第三下桥臂开关管开通持续时间。

4.根据权利要求3所述的单相不间断电源输出稳压控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，k时刻的输出电压V₀(k)与占空比D、k时刻的输出电流I₀(k)、k时刻的直流母线电压V_dc(k)、k-1时刻的输出电流I₀(k-1)的关系为：

上式中，T_s为采样周期，T_s＝T_on+T_off。