[发明专利]一种为串补装置供电的电源及其控制方法

摘要

本发明提供一种为串补装置供电的电源及其控制方法，所述电源包括电流互感器、隔离变压器、整流电路、支撑电容器和数字式DC转化电路，所述控制方法包括：将电流互感器等效为一个交流恒流源I，将隔离变压器等效为一个激磁非线性电感L0和理想变压器T1，所述理想变压器电感L1为隔离变压器及电流互感器的漏感，整流电路简化为二极管D1，支撑电容器为C0，数字式DC转化电路和负载等效为电阻RL；通过控制电源等效模型中隔离变压器的磁饱和，将支撑电容器维持在稳定区间，当支撑电容器充电至上限阈值时，隔离变压器磁路逐渐进入饱和，隔离变压器二次输出逐步降低至零，有效实现了对支撑电容器充电电压的控制。

主权项

一种为串补装置供电的电源的控制方法，所述电源包括电流互感器、隔离变压器、整流电路、支撑电容器和数字式DC转化电路，其特征在于，所述方法包括：将电流互感器等效为一个交流恒流源I，将隔离变压器等效为一个激磁非线性电感L0和理想变压器T1，所述理想变压器电感L1为隔离变压器及电流互感器的漏感，整流电路简化为二极管D1，支撑电容器为C0，数字式DC转化电路和负载等效为电阻RL；当串补装置的低压母线的线路电流小于额定电流的5％时，所述交流恒流源I的电流is≤5％in，隔离变压器T1从0至B0开始正常充电，随着支撑电容器两端电压U+上升，隔离变压器达到所述电流区间的最大磁感应强度B1，从B0至B1段，交流恒流源I通过理想变压器T1为电容器C0充电，电容器C0的电压控制在在5V至32V之间，其中，B0是隔离变压器铁芯磁感应工作时初始最大的磁感应强度，电流互感器二次侧输出电流的计算公式为：is≈i1=N2N1×i2]]>式中，in是线路电流为额定值时，电流互感器二次侧输出电流的额定值，is是电流互感器二次侧输出电流，也是所述电源的等效模型中交流恒流源I的输出值，i1是电源的等效模型中理想变压器的输入电流，i2是电源的等效模型中理想变压器的输出电流，N1是隔离变压器输入侧绕组匝数；N2是隔离变压器输出侧绕组匝数；当串补装置的低压母线的线路电流是额定电流的5％至70％时，所述电流互感器二次侧输出电流5％in＜is≤70％in，隔离变压器从0至B0开始正常充电，随着支撑电容器两端电压U+上升，隔离变压器达到所述电流区间的最大磁感应强度B2，在此过程中，隔离变压器已进入饱和区间，L0进入非线性区间，从B0至B1段，is大部分电流通过理想变压器T1为电容器C0充电，从B1至B2段，is大部分流过电感L0，即is≈i0_T1，支撑电容器C0充电电流减小，充电电压维持在5V至40V之间，其中，i0_T1是通过电源的等效模块中的激磁非线性电感的电流；当串补装置的低压母线的线路电流大于额定电流70％时，所述电流互感器二次侧输出电流is＞70％in，隔离变压器从0至B0开始正常充电，随着支撑电容器两端电压U+上升，隔离变压器能达到的最大磁感应强度对应隔离变压器铁芯的饱和磁感应强度BS，在此过程中，隔离变压器进入深度饱和区间，L0完全进入非线性区间，从B0至B1段，is大部分电流通过理想变压器T1为支撑电容器C0充电，从B1至BS段，is大部分流过电感L0，即is≈i0_T1，支撑电容器C0充电电流迅速减小，充电电压维持在在5V至45V之间。