[发明专利]一种基于能量平衡控制的DC-AC逆变电源

摘要

本发明公开了一种基于能量平衡控制的DC‑AC逆变电源，属于电气控制领域。本发明包括主电路及其控制电路，在主电路中，U1为外部直流电源，K1、K3、K5表示位于上半桥臂的三个开关管，K2、K4、K6表示位于下半桥臂的三个开关管，L为三相滤波电感，C为滤波电容，R为外接三相对称负载。控制电路包含有输入功率检测单元W1、储存能量检测单元W2、负载输出能量预测单元N0、储能元件能量预测单元N1、负载辨识单元F1、积分电路J1、减法电路J2、减法电路J3、除法电路C1、乘法电路C2、比较电路B1、与逻辑电路A1、A2、A3和PWM脉冲调制电路M1，开关管驱动电路D1。本发明通过对逆变电路中各部分能量的计算，最终以能量平衡为判据实现逆变控制。

主权项

1.一种基于能量平衡控制的DC‑AC逆变电源，以三相三桥臂逆变电路为基础，其特征在于：包括主电路及其控制电路，在主电路中，U1为外部直流电源，K1、K3、K5分别表示逆变电路中位于上半桥臂的三个开关管，K2、K4、K6分别表示位于下半桥臂的三个开关管，L、C分别表示三相滤波电感和滤波电容，R为逆变电源的外接三相对称负载；控制电路包含有输入功率检测单元W1、储能元件储存能量检测单元W2、负载输出能量预测单元N0、储能元件能量预测单元N1、负载辨识单元F1、积分电路J1、减法电路J2、减法电路J3、除法电路C1、乘法电路C2、比较电路B1、与逻辑电路A1、与逻辑电路A2、与逻辑电路A3、PWM脉冲调制电路M1，开关管驱动电路D1；开关管K1、K2、K3、K4、K5、K6连接成标准的三相三桥臂逆变电路；滤波外部直流电源U1与三相三桥臂逆变电路的直流侧连接；三相滤波电感L和滤波电容C连接成标准的LC滤波电路，并与三相三桥臂逆变电路的交流侧连接；输入功率检测单元W1与三相三桥臂逆变电路的连接方式应能确保其对三相三桥臂逆变电路的直流侧输入能量进行检测，其输出端与积分电路J1的对应输入端连接；储能元件储存能量检测单元W2连接在LC滤波电路中，应能确保其对三相滤波电感和滤波电容的储能进行检测，其一个输出端与减法电路J2的对应输入端连接，另一个输出端与除法电路C1的对应输入端连接；负载辨识单元F1连接在逆变电源的交流输出侧，应能确保其对三相负载进行辨识并能对逆变电源的输出能量进行检测，其一个输出端分别与负载输出能量预测单元N0、储能元件能量预测单元N1的对应输入端连接，另一个输出端与除法电路C1的对应输入端连接；负载输出能量预测单元N0一个输入端与负载辨识单元F1的输出端连接，另一个输入端接入外部提供的输出电压给定信号Uref，其输出端与比较电路B1的对应输入端连接；储能元件能量预测单元N1的一个输入端与负载辨识单元F1的输出端连接，另一个输入端接入外部提供的输出电压给定信号Uref，其输出端与减法电路J2的对应输入端连接；积分电路J1的一个输出端与减法电路J3的对应输入端连接，另一个输出端与除法电路C1的对应输入端连接；减法电路J2的输出端与减法电路J3的对应输入端连接；减法电路J3的输出端与乘法电路C2的对应输入端连接；乘法电路C2的另一个输入端与除法电路C1的输出端连接，其输出端与乘法电路C2的对应输入端连接；乘法电路C2的输出端与比较电路B1的对应输入端连接；比较电路B1的输出端分别和与逻辑电路A1、与逻辑电路A2、与逻辑电路A3的对应输入端连接；PWM脉冲调制电路M1输出6路信号P1、P2、P3、P4、P5、P6，其中P1接至与逻辑电路A1的对应输入端，P3接至与逻辑电路A2的对应输入端，P5接至与逻辑电路A3的对应输入端，P2、P4、P6分别接至开关管驱动电路D1的对应输入端；与逻辑电路A1的输出端与开关管驱动电路D1的对应输入端连接；与逻辑电路A2的输出端与开关管驱动电路D1的对应输入端连接；与逻辑电路A3的输出端与开关管驱动电路D1的对应输入端连接；开关管驱动电路D1的6个输出端分别与开关管K1、K2、K3、K4、K5、K6的驱动端连接。