正弦逆变系统输出直流量采样方法和电路技术方案

本发明专利技术提出了一种正弦逆变系统输出直流量采样电路及方法，所述电路包括高幅值正弦逆变输出电压阻容分压电路，其输入端接所述正弦逆变系统的输出信号，用于对该正弦逆变系统的输出信号降压至控制器所要求的范围，同时用电容降低所述输出信号中的交流成分；和隔直电容端电压直流量同相放大与低通滤波电路，连接至所述高幅值正弦逆变输出电压阻容分压电路，用于接收该电路的输出信号，放大所接收的输出信号中的直流成分，所述方法包含步骤１２０，用隔直电容短路所述正弦逆变系统输出信号中的交流成分；步骤１３０，对隔直电容端电压直流成分进行放大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及逆变电源、变频器、不间断电源系统领域，尤其涉及正弦逆 变输出直流成分采样方法和电^各。
技术介绍
在逆变器、变频器、不间断电源系统等包含有逆变电^各的控制系统中， 在很多情况下，目的都是将直流电源转变为单相或者三相交流电输出，为负 载提供稳定幅度的正弦交流电，随着电力电子技术的发展，半导体电力电子 器件不断推陈出新，逆变电路拓朴也不断发展，电源高频化，高功率密度， 低成本需求成为基本的要求。尤其是为了降低成本和减少專叙出电能的损谇毛， 很多逆变系统输出级不再通过隔离变压器给负载供电，而是直接输出给负 载，但是这样的输出交流电由于逆变电路输入的变化和功率变换器件参凄史的 离散性，不受控的状态下总是会包含一些直流成分，尽管这些直流量只是一 小部分，但对于很多使用交流电的负载而言，比如电动机，变压器等，由于 对输入的直流量难以自行平衡和消耗，会产生不可接受的"抖动，，和"磁饱 和"现象，严重时会烧毁负载，同时也给逆变电源本身带来危害。为了降低逆变器直接输出带负载时的直流量，几乎所有的正弦交流逆变 器都需要对所输出的直流成分进行控制，而这种直流成分可能同时由多种原 因导致，因此难以直接从源头上进行消除和减少，有些因素甚至是不可克服 的，在这个领域多是釆用反馈式控制，即通过分离获得输出直流成分，然后 对其产生原因中的一个或少数几个可控量进行调节，从而降低或减少最终输 出的直流量，实现在一定程度下可接受的直流量控制目标。从反馈式控制系统的特点来说，这种方式属于滞后性控制，利用前一时 刻输出量对下一时刻进行"纠偏"，只有准确的知道前一时刻的偏差量，且 偏差的方向判断正确，才有正确的控制目标。在交流输出系统中，理i仑上这个控制偏差是可逼近消除却不能完全消除直流量的，而能减少到的程度则与 控制方式和前一时刻输出量的度量准确性有很大关系，不至于因为控制目标 达到了，与检测到的情况出入太大而失去意义。实际情况是控制方式可以有 多种选择且能达到同样的控制效果，对前一时刻输出量的快速精确度量才是 决定最终控制后直流量能消除的程度，而且直接影响控制方式的有效性。所以精确度量逆变电源系统输出直流量的 一个重要要求，有好的直流量 采样方法和电路，才能实现尽可能减小直流量的控制目标。现有技术中提供了一种技术，该技术采用滤波方式衰减交流量分离出直 流量，该技术的特点在于对含有直流成分的逆变输出交流电进行衰减，同时 使用对直流量和交流量不同衰减比例的电^各，获得主要为直流成分的4言号， 然后根据需要放大或直接用此信号作为逆变输出直流量的采样值进行控制。这种方式存在以下缺陷1、 逆变输出交流电一般幅值很高，而直流成分量较小，往往两者相差 几百倍，同时对其进行衰减要求同一个电路对交流和直流的衰减比例差别很 大，而这个交流电频率多数只是50Hz或60Hz,与直流量频率差别不大，滤 波电路实现不易。2、 在技术研究领域内，涉及的多是介绍对逆变输出直流量的控制方法， 采用的是的反相运算放大电路，这样的电路一级很难做到交流和直流衰减比 例相差几百倍，且直流成分要尽可能不衰减，往往需要多级电路串联，成本 稍高，且很容易受到干扰。3、 一般的运算放大集成电路，总是会有一定的直流偏差量，即使采用 偏置调节可以减少直至消除其静态直流偏差，其偏差量对于本就不大的祠4全 测信号产生很不利识别的问题，多级电路更加严重，而温度等环境条件的变 化也会导致修正后的输出产生新的偏差，需要分别修正且难以配合。4、 在较大功率输出的逆变电源系统中，为了实现稳定可靠的控制性能， 往往需要将功率地与控制地分离，在多相输出的逆变电源系统中，因运算电 路参考点不一致，则无法用反相运算放大电路实现各相直流偏差量的准确采 样。5、本来幅度就比较小的直流量经过衰减后信号的信噪比更低，信号解 析度低，控制精度差。在现有解决方案的上述几个缺陷中，一^:都是强调用更好的控制方式去达到控制目标，对信号采样却不够关注，很多情况往往也能通过复杂的处理 算法优化取得一些成效，还有的是采用复杂的电路将逆变输出量转换为其它 信号处理，但都会因此增加成本和控制系统的复杂性，或者降低控制目标要 求，从而限制一些对直流成分有高要求的负载，缩小适用范围。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对逆变系统输出直流量，提出具有更高 精确度和更高信号解析度的采样方法和电路，从正弦逆变输出电压信号中分 离出直流量成分并且放大其幅度，筒化电路并降低成本，为控制正弦输出逆 变电源系统减小直流量成分降低控制技术复杂程度，提高控制目标精确度， 满足更多负载供电需求。为解决上述问题，本专利技术提出了一种正弦逆变系统输出直流量采样方法，包括以下步骤步骤120，用隔直电容短路所述正弦逆变系统输出信号中的交流成分； 步骤130,对隔直电容端电压直流成分进行放大。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤130中，对信号进4亍 》支大前，首先校正电^各的静态偏差。进一步地，上述方法还可具有以下特点，还包括步骤140,对步骤130 中的输出信号进行反馈适配后连接至外接控制器。为解决上述问题，本专利技术还提出了一种正弦逆变系统输出直流量采样电 路，包括高幅值正弦逆变输出电压阻容分压电路和隔直电容端电压直流量同 相放大与低通滤波电路，其中，所述高幅值正弦逆变输出电压阻容分压电路，其输入端4妄所述正弦逆变 系统的输出信号，用于对该正弦逆变系统的输出信号降压至控制器所要求的 范围，同时用电容降低所述输出信号中的交流成分；所述隔直电容端电压直流量同相放大与低通滤波电路，连接至所述高幅 值正弦逆变输出电压阻容分压电路，用于接收该电路的输出信号，放大所接 收的输出信号中的直流成分。进一步地，上述电^各还可具有以下特点，所述高幅值正弦逆变输出电压阻容分压电路包括电阻R1、 R2和电容C1，电容C1跨接在电阻R1和地之 间，电阻R1的另一端接所述正弦逆变系统输出信号火线，电阻R2—端接 地，电阻R2的另一端接所述正弦逆变系统的输出信号零线，电阻R1与电 容C1相连的一端连接至所述隔直电容端电压直流量同相;^大与低通滤波电路。进一步地，上述电路还可具有以下特点，电路参数选择使电阻值R1+R2 大于电容器C1在逆变系统输出频率情况下容抗值的10倍。进一步地，上述电路还可具有以下特点，所述隔直电容端电压直流量同 相放大与低通滤波电路包括电阻R3、 R4、电容C2、运算放大器Ul以及 +12V电源和-12V电源，电阻R4与电容C2并联在运算放大器U1的反向输 入端和输出端之间，电阻R3与R4串联，其接点连接至运算放大器U1的反 向输入端，电阻R3的另一端接地，+12V电源和-12V电源分别接至运算放 大器U1的正负电源端，所述运算放大器U1的同向输入端连接至所述高幅 值正弦逆变输出电压阻容分压电路。进一步地，上述电路还可具有以下特点，电路参数选择R4电阻值大于 R3电阻值，且选择电阻器R4阻值大于电容器C2在逆变系统输出频率情况 下容抗值的10倍。进一步地，上述电路还可具有以下特点，还包括反馈量适配调节电^^， 连接至所述隔直电容端电压直流量同相放大与低通滤波电路，接收其输出信 号，用于对所接收的输出信号进行适配处理，调节反馈控制的深度。进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
正弦逆变系统输出直流量采样方法，包括以下步骤：　步骤１２０，用隔直电容短路所述正弦逆变系统输出信号中的交流成分；　步骤１３０，对隔直电容端电压直流成分进行放大。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张南山，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]