[发明专利]一种宇称-时间对称无铁芯恒压系统及其控制方法

权利要求书

1.一种宇称-时间对称无铁芯恒压系统，其特征在于：包括宇称-时间对称无铁芯变压器(101)、不控整流模块、输出滤波电容(C_o’)、负载(R_o’)、过零比较电路、驱动电路、嵌入式控制器(102)、电流采样电路以及电压采样电路；

所述宇称-时间对称无铁芯变压器(101)包括原边回路和副边回路，所述原边回路包含非线性饱和受控电压源(V(f_s,θ))、原边漏感(L_kp’)、原边串联补偿电容(C_p’)、原边绕组杂散电阻(R_s’)、励磁电感(L_m’)和原边绕组；所述副边回路包含副边绕组、副边漏感(L_ks’)、副边串联补偿电容(C_s’)和副边绕组杂散电阻(R_s’)；所述非线性饱和受控电压源(V(f_s,θ))受驱动电路发出的信号控制，所述非线性饱和受控电压源(V(f_s,θ))的输出正极与原边串联补偿电容(C_p’)的一端相连接，所述原边串联补偿电容(C_p’)的另一端与原边漏感(L_kp’)的一端相连接，所述原边漏感(L_kp’)的另一端分别与励磁电感(L_m’)和原边绕组的一端相连接，所述励磁电感(L_m’)的另一端分别与原边绕组的另一端和原边绕组杂散电阻(R_p’)的一端相连接，所述原边绕组杂散电阻(R_p’)的另一端与非线性饱和受控电压源(V(f_s,θ))的输出负极相连接；所述副边绕组的一端与副边漏感(L_ks’)的一端相连接，所述副边漏感(L_ks’)的另一端与副边串联补偿电容(C_s’)的一端相连接，所述副边串联补偿电容(C_s’)的另一端与不控整流模块的一端输入相连接，所述不控整流模块的另一端输入与副边绕组杂散电阻(R_s’)一端相连接，所述副边绕组杂散电阻(R_s’)另一端与副边绕组的另一端相连接；所述不控整流模块的输出分别与输出滤波电容(C_o’)和负载(R_o’)相连接；

所述电压采样电路采样负载(R_o’)两端的电压信号u_o，将电压信号u_o输入到嵌入式控制器(102)；

所述电流采样电路采样宇称-时间对称无铁芯变压器(101)的原边电流i_p，将电流i_p的信号输入过零比较电路，通过过零比较电路获取与i_p同频率、同相位的方波信号，并将方波信号输入到嵌入式控制器(102)；

所述驱动电路的输入为嵌入式控制器(102)输出的PWM信号，驱动电路输出驱动信号控制非线性饱和受控电压源(V(f_s,θ))。

2.根据权利要求1所述的一种宇称-时间对称无铁芯恒压系统，其特征在于：所述嵌入式控制器(102)包括频率检测模块(102-1)、PWM发生器(102-2)、PI补偿器(102-3)和误差计算模块(102-4)，所述误差计算模块(102-4)将输入的电压信号u_o与指令电压u_ref相减得到误差值u_err，所述误差值u_err输入到PI补偿器(102-3)，所述PI补偿器(102-3)完成补偿计算后输出移相角θ；所述频率检测模块(102-1)检测过零比较电路输入的方波信号频率，获得原边电流i_p的频率f_s；所述移相角θ和频率f_s输入到PWM发生器(102-2)，所述PWM发生器(102-2)输出PWM信号。