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如何提高逆变电源供电质量的硬件控制?

2015-11-30 16:21
瑾年Invader
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  硬件设计部分

  可并联逆变模块硬件电路由功率处理主电路、控制驱动电路、保护电路组成,系统原理框图如图1,DC/DC变换电路为BOOST电路,采用高频环进行逆变,因而无须采用工频变压器,使体积减小,其作用是利用DC-DC全桥高频隔离升压将直流220V电压变换成PWM整流逆变电路所需要的电压,供后级的全桥逆变使用,其控制系统结果如图2所示。输出给定电流Ug与实际的输出电压Uk相比较后,其误差信号经PI调节器后与锯齿波比较形成PWM信号,该信号再经驱动电路去控制BOOST电路中的开关器件IGBT,便可使实际的输出电压跟踪给定电压。本系统采用PWM控制器SG3525获得PWM控制信号。

  逆变电源

  图2 DC/DC变换电路控制结构

  逆变器的功率处理采用全桥电路,经过SPWM调制以后,输出经过滤波电感和电容滤波以后,直接和其它逆变器的输出进行并联,当要求和电网进行快速切换的时候,系统主监控指挥电子切换箱的开关动作,实现与电网的旁路切换。

  控制电路DSP TMS320F2407A完成SPWM波形的产生、锁相、控制、均流以及同步信号捕捉、数据采样等功能。使用DSP内部的模/数转换模块对输出电压反馈信号进行采样,通过数字PI控制器完成电压有效值外环控制,保证输出电压有效值稳态无差。PI控制器的输出乘以标准给定信号,经数/模转换后作为控制电路模拟部分的参考输入信号。

  主从设置法和平均电流法都无法实现冗余技术,使并联电源模块系统的可靠性得不到很好的保证。而采用自主均流芯片UC3902依据特有的性能,如:“均流精度高,动态响应好,可以实现冗余技术等”, 自主均流法实质上是在N个并联的模块中,输出电流最大的模块将自动成为主模块,其余的模块则成为从模块,各个从模块的电压误差依次被整定,以调节负载电流分配的不均衡。由于N个并联的模块中,事先没有人为设定哪个模块为主模块,而是按输出电流的大小随机排序,输出电流大的模块自动成为主模块。本控制系统采用此芯片可以直接得到均流误差信号,简化了控制系统复杂的电流计算,提高了系统可靠性。

  UC3902集成芯片通过精确地调整变换器的输出电压以匹配所有的输出电流。另外,此芯片有一个独特的有利条件是使用了差模均载母线,这种结构大大增强了系统对噪音的抑制能力。UC3902均流芯片应用在电力电源中具有如下的特点:(1)均流精度高。(2)外围电路设计简单,不像UC3907那样过于复杂。(3)易于做热插拔操作。

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