一种高频变负载高压直流纹波电源控制方法及系统与流程

专利2025-06-15  20


本发明涉及电动汽车高压系统测试领域,具体涉及一种高频变负载高压直流纹波电源控制方法及系统。


背景技术:

1、电动汽车高压系统测试需要以高压直流纹波电源作为测试设备。测试系统交直流叠加,交流纹波频率较高,通常对系统寄生电感如变压器漏感,线缆等效电感和被测对象容性、感性程度变化较为敏感,也给系统纹波精度的控制带来了一定的挑战。

2、高压直流纹波电源通常通过变压器耦合将高频纹波耦合到直流电压上,因其副边流过大额直流电流,绕组较粗,这个变压器的漏感很难做小,这漏感和负载电容形成寄生lc滤波,造成纹波发生器输出到被测对象端的纹波存在较严重的相移和幅值变化。此外,高压直流纹波电源和被测对象之间线缆等效电感,不同被测对象的容值差异都会对纹波的控制精度和稳定性带来严重的挑战。

3、现有技术一种是纹波开环控制,纹波的幅值精度很低,难以达到预期的测试效果,另一种是闭环控制系统,现有的闭环控制系统无法同时克服相移和幅值变化对系统的影响,变换负载容易造成系统不稳定,负载适应性差。

4、基于本领域现有技术存在以上问题,提出一种高频变负载高压直流纹波电源控制方法。


技术实现思路

1、本发明目的是提供一种高频变负载高压直流纹波电源控制方法及系统,能够解决现有技术纹波控制精度低,负载适应性差的问题。

2、本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:

3、一种高频变负载高压直流纹波电源控制方法,采用纹波发生器输出和被测对象端混合采样,提取被测对象端的纹波电压有效值作为纹波电压有效值环的反馈,提取纹波发生器的电压波形作为纹波电压瞬时值环的反馈信号,以此形成纹波电压有效值环和纹波电压瞬时值环,通过纹波电压有效值环控制被测对象端纹波电压幅值,纹波电压瞬时值环控制纹波发生器输出电压的频率和相位,输出制纹波发生器的正弦调制波sin_pi。

4、进一步的,正弦调制波sin_pi的计算方法包括步骤:采集被测对象端电压,经有效值提取模块提取有效值urms_back,负载端纹波电压给定值urms_set减去urms_back的静差经g1控制器调节后与一设定正弦波相乘,得到的输出值减去纹波发生器输出电压采样值uo_back的静差经g2控制器调节后输出正弦调制波sin_pi。

5、进一步的,设定正弦波为sin2πft,f为负载端纹波电压频率。

6、一种高频变负载高压直流纹波电源控制系统,包括高压直流电源、纹波发生器、耦合变压器、被测对象和纹波发生器调制单元,纹波发生器调制单元包括:

7、第一电压采样模块、第二电压采样模块、有效值提取模块、纹波电压有效值环、纹波电压瞬时值环,所述第一电压采样模块的输入端连接被测对象端纹波电压,第一电压采样模块的输出端连接有效值提取模块输入端,有效值提取模块输出端连接纹波发生器调制单元的输入端,所述第二电压采样模块输入端连接纹波发生器输出端,第二电压采样模块输出端连接纹波发生器调制单元的另一输入端。

8、进一步的,纹波电压有效值环的第一输入端与负载端纹波电压给定值urms_set信号端连接,第二输入端与有效值提取模块输出端连接,输出端与乘法器第一输入端连接;

9、乘法器第二输入端与定正弦波信号端连接;

10、纹波电压瞬时值环的一路输入端与乘法器的输出端连接,另一路输入端与第二电压采样模块输出端连接。

11、进一步的,纹波电压有效值环包括第一减法器和控制器g1,第一减法器第一输入端与负载端纹波电压给定值urms_set信号端连接,第二输入端与有效值提取模块输出端连接,第一减法器输出端与控制器g1输入端连接,控制器g1输出端与乘法器第一输入端连接;

12、纹波电压瞬时值环包括第二减法器和控制器g2,第二减法器第一输入端与乘法器输出端连接,第二输入端与第二电压采样模块输出端连接,第二减法器输出端与控制器g2输入端连接,控制器g2输出sin_pi正弦调制波。

13、进一步的,高压直流电源正压输出端udc+与耦合变压器副边a端连接,耦合变压器副边b端与被测对象dut+一端连接,高压直流电压负压输出端udc-与被测对象另一端连接,纹波发生器输出端与耦合变压器原边连接。

14、本发明的优点在于:本发明提供的高频变负载高压直流纹波电源控制方法与系统避免了常规技术中纹波的幅值控制精度低,系统稳定性差,特别是负载适应性差的技术问题,通过纹波电压有效值环控制被测对象端纹波电压幅值,纹波电压瞬时值环控制纹波发生器输出电压的频率和相位,实现在寄生lc输出端之后控制幅值,寄生lc输入端之前控制频率和相位,消除了系统寄生lc的影响,很大程度提高了系统的负载适应性。



技术特征:

1.一种高频变负载高压直流纹波电源控制方法,其特征在于,采用纹波发生器输出和被测对象端混合采样,提取被测对象端的纹波电压有效值作为纹波电压有效值环的反馈,提取纹波发生器的电压波形作为纹波电压瞬时值环的反馈信号,以此形成纹波电压有效值环和纹波电压瞬时值环,通过纹波电压有效值环控制被测对象端纹波电压幅值,纹波电压瞬时值环控制纹波发生器输出电压的频率和相位,输出纹波发生器的正弦调制波sin_pi。

2.根据权利要求1所述高频变负载高压直流纹波电源控方法,其特征在于,所述正弦调制波sin_pi的计算方法包括步骤:采集被测对象端电压,经有效值提取模块提取有效值urms_back,负载端纹波电压给定值urms_set减去urms_back的静差经g1控制器调节后与一设定正弦波相乘,得到的输出值减去纹波发生器输出电压采样值uo_back的静差经g2控制器调节后输出正弦调制波sin_pi。

3.根据权利要求2所述高频变负载高压直流纹波电源控方法,其特征在于,所述设定正弦波为sin2πft,f为负载端纹波电压频率。

4.一种高频变负载高压直流纹波电源控制系统,包括高压直流电源、纹波发生器、耦合变压器、被测对象和纹波发生器调制单元,其特征在于,所述纹波发生器调制单元包括:

5.根据权利要求4所述高频变负载高压直流纹波电源控系统,其特征在于,所述纹波电压有效值环的第一输入端与负载端纹波电压给定值urms_set信号端连接,第二输入端与有效值提取模块输出端连接,输出端与乘法器第一输入端连接;

6.根据权利要求5所述高频变负载高压直流纹波电源控制系统,其特征在于,所述纹波电压有效值环包括第一减法器和控制器g1,第一减法器第一输入端与负载端纹波电压给定值urms_set信号端连接,第二输入端与有效值提取模块输出端连接,第一减法器输出端与控制器g1输入端连接,控制器g1输出端与乘法器第一输入端连接;

7.根据权利要求4所述高频变负载高压直流纹波电源控系统,其特征在于,所述高压直流电源正压输出端udc+与耦合变压器副边a端连接,耦合变压器副边b端与被测对象dut+一端连接,高压直流电压负压输出端udc-与被测对象另一端连接,纹波发生器输出端与耦合变压器原边连接。


技术总结
本发明公开了一种高频变负载高压直流纹波电源控制方法及系统,采用纹波发生器输出和被测对象端混合采样,提取纹波发生器的电压波形作为纹波电压瞬时值环的反馈信号,提取被测对象端的纹波电压有效值作为纹波电压有效值环的反馈,以此形成纹波电压有效值环和纹波电压瞬时值环,解决了现有技术纹波控制精度低,负载适应性差的问题。

技术研发人员:白洪超,禹金标,胡志通,董会娜
受保护的技术使用者:山东艾诺智能仪器有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-25353.html