具有快速动态响应的大功率脉冲负载电源装置及其控制方法

专利主权项内容

1.一种具有快速动态响应的大功率脉冲负载电源装置的控制方法，装置中供电电源的交流电经过电源匹配网络整流变换为直流电后向脉冲负载供电，通过储能电容、超级电容、双向Buck/Boost变换器及其控制电路来消除脉冲负载特性；所述储能电容并联于电源匹配网络的输出端，所述双向Buck/Boost变换器包括电感L、开关管S和开关管S；电感L一端连接直流母线正极，另一端连接开关管S的D极，开关管S的S极连接到直流母线负极；开关管S的D极连接到开关管S的D极，开关管S的S极连接到超级电容的正极板，超级电容的负极板连接到开关管S的S极；开关管S和开关管S的G极分别连接到控制电路；所述控制电路包括二阶低通滤波器、减法器SU1、减法器SU2、减法器SU3、PI调节器、PWM控制器、比较器、反相器、多路复用器以及驱动电路；输出电流采样端同时连接到二阶低通滤波器的输入端和减法器SU1的负输入端，二阶低通滤波器的输出端连接到减法器SU1的正输入端，减法器SU1的输出端连接到减法器SU2的正输入端，减法器SU2的负输入端连接到电感电流采样端，减法器SU2的输出端连接PI调节器的输入端；PI调节器的输出端及锯齿波输出端同时连接到PWM控制器的输入端；PWM控制器的输出端一路连接到多路复用器M1，另一路经过反相器后连接到多路复用器M2；比较器的同相输入端连接到输出电流采样端，反相输入端连接到二阶低通滤波器的输出端，比较器的输出端一路经过反相器后作为多路复用器M1的选择信号，另一路与减法器SU3的输出信号经过与门后作为多路复用器M2的选择信号；减法器SU3的正输入端连接输出电流采样端，负输入端连接二阶低通滤波器的输出端；多路复用器M1的输出端通过驱动电路连接到开关管S的G极，多路复用器M2的输出端通过驱动电路连接到开关管S的G极；其特征在于，控制方法具体为：121121211212当供电电源是恒压输出时，输出电流采样后经过二阶低通滤波器得到脉冲负载输出电流平均值I，输出电流平均值I减去负载输出电流瞬时值i得到双向Buck/Boost变换器电感电流的参考值I；P_avP_avpref为使双向Buck/Boost变换器电感电流跟随参考值，从电感处采样电感电流瞬时值i与电流的参考值I相减后送入PI调节器，经PI调节后的误差信号v与锯齿波比较后得到PWM脉冲驱动信号；Lrefc将PWM脉冲驱动信号送入多路复用器M1；并同时将PWM脉冲驱动信号经过反相器取反后送入多路复用器M2；多路复用器M1的选择信号由输出电流瞬时值i与输出电流平均值I经过比较器后得到电流比较信号再经过反相器产生；pP_av将输出电流瞬时值i与输出电流平均值I相减后得到电流误差信号，电流误差信号与电流比较信号经过与门后作为多路复用器M2的选择信号；pP_av多路复用器M1和M2的输出信号分别作为双向Buck/Boost的两组开关驱动信号，通过生成两组开关驱动信号控制超级电容的充放电，实现输出功率的补偿。 来自：马 克 团 队