基于滞环控制的双降压半桥并联型有源电力滤波器

摘要

本发明公开了一种基于滞环控制的双降压半桥并联型有源电力滤波器，包括滤波器主电路(1)、采样电路(2)、控制电路(3)和隔离驱动电路(4)，其中控制电路(3)包括谐波及无功检测电路(5)、均压电路(6)、电流控制电路(7)以及PWM逻辑电路(8)。本发明的控制原理是根据补偿电流极性控制有源滤波器不同桥臂参与工作，使补偿电流正负半波流经不同回路，每个桥臂均在补偿电流固定半波工作。同时，该系统中谐波及无功电流的计算采用一种基于电压控制的算法，无需复杂计算，实现简单可靠。本发明能够避免双降压半桥并联型有源电力滤波器两桥臂同时工作时交流侧并联双电感环流的存在，有利于降低有源滤波器系统损耗，提高系统效率。

主权项

一种基于滞环控制的双降压半桥并联型有源电力滤波器，包括滤波器主电路(1)、采样电路(2)、控制电路(3)和隔离驱动电路(4)，所述滤波器主电路(1)的输入端分别与电网正母线、滤波电感的一端连接，滤波电感的另一端连接非线性负载的一端，滤波器主电路(1)的输出端连接非线性负载的另一端、电网的负母线，采样电路(2)的输入端分别与滤波器主电路(1)、电网侧电路连接，用于采集电流、电压的采样值，其特征在于：所述控制电路(3)包括谐波及无功检测电路(5)、均压电路(6)、电流控制电路(7)以及PWM逻辑电路(8)；其中谐波及无功检测电路(5)的输入端、均压电路(6)的第一输入端、电流控制电路(7)的第一输入端分别与采样电路(2)的输出端连接；谐波及无功检测电路(5)的输出端分别与均压电路(6)的第二输入端、电流控制电路(7)的第二输入端连接，均压电路(6)的输出端与电流控制电路(7)的第三输入端连接，电流控制电路(7)的输出端依次连接PWM逻辑电路(8)、隔离驱动电路(4)后与滤波器主电路(1)连接；其中，所述滤波器主电路(1)包括第一电感L1、第二电感L2、第一MOS管S1、第二MOS管S2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2；其中第一电感L1的一端与第二电感L2的一端连接作为滤波器主电路(1)的输入端，第一电感L1的另一端分别与第一MOS管S1的源极、第一二极管D1的阴极相连接，第二电感L2的另一端分别与第二MOS管S2的漏极、第二二极管D2的阳极连接；所述第一电容C1的一端、第二电容C2的一端相互连接作为滤波器主电路(1)的输出端；所述第一电容C1的另一端、第一MOS管S1的漏极、第二二极管D2的阴极相连接，所述第二电容C2的另一端、第二MOS管S2的源极、第一二极管D1的阳极相连接；所述采样电路(2)包括负载电流采样CT1、补偿电流采样CT2、电网电压采样VT1、第一电容C1电压采样VT2、第二电容C2电压采样VT3；其中负载电流采样CT1、电网电压采样VT1的采样值输入谐波及无功检测电路(5)，第一电容C1电压采样VT2、第二电容C2电压采样VT3的采样值分别同时输入谐波及无功检测电路(5)、均压电路(6)；补偿电流采样CT2的采样值输入电流控制电路(7)；所述谐波及无功检测电路(5)中包括第一减法器(B1)、第二减法器(B2)、锁相环(PLL)、电压调节器(PI1)、乘法器(M)；其中所述电网电压采样VT1的采样值经锁相环(PLL)后输入乘法器(M)的第一输入端，所述第一电容C1电压采样VT2、第二电容C2电压采样VT3的采样值分别输入第一减法器(B1)的负输入端，直流侧电压参考值(Vref)输入第一减法器(B1)的正输入端，第一减法器(B1)的输出端经过 电压调节器(PI1)后接入乘法器(M)的第二输入端；乘法器(M)的输出端与负载电流采样CT1的采样值分别输入第二减法器(B2)的正负输入端，第二减法器(B2)的输出端即为谐波及无功检测电路(5)的输出端；所述均压电路(6)包括第三减法器(B3)、均压调节器(PI2)、第四减法器(B4)；其中所述第一电容C1电压采样VT2、第二电容C2电压采样VT3的采样值分别输入第三减法器(B3)的正负输入端，第三减法器(B3)的输出端连接均压调节器(PI2)的输入端，均压调节器(PI2)的输出端连接第四减法器(B4)的负输入端，谐波及无功检测电路(5)的输出端连接第四减法器(B4)的正输入端，第四减法器(B4)的输出端即为均压电路(6)的输出端；所述电流控制电路(7)包括第五减法器(B5)、电流调节器(P)、滞环比较器(J1)、过零比较器(J2)；其中所述补偿电流采样CT2的采样值、谐波及无功检测电路(5)输出端分别接入第五减法器(B5)的正负输入端，第五减法器(B5)的输出端依次连接电流调节器(P)、滞环比较器(J1)，滞环比较器(J1)的输出端作为电流控制电路(7)的第一输出端；所述均压电路(6)的输出端连接过零比较器(J2)的正输入端，过零比较器(J2)的输出端为电流控制电路(7)的第二输出端。