本发明专利技术提供了一种带PFC和电网补偿的能量双馈装置采用H桥结构，根据三相SVG的控制思路，采用Id、Iq独立控制思想，充分考虑成本、电路复杂度、易开发和调适性，被装置采用ACDC和DCDC两级变换器，整个电路只需要6只开关管便可实现能量双向流动，ACDC级完成和电网的换能，因为H桥基本思想是BOOST电路，所以在220V单相用电中，H桥的输出电压VH一定大于311V，为了能够满足用户多需求，增加一级双向DCDC变换器，DCDC变换采用电流控制方式，可以实现输出0～VH恒压输出，恒电流输出，恒电流反馈电网。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种带PFC和电网补偿的能量双馈装置采用H桥结构，根据三相SVG的控制思路，采用Id、Iq独立控制思想，充分考虑成本、电路复杂度、易开发和调适性，被装置采用ACDC和DCDC两级变换器，整个电路只需要6只开关管便可实现能量双向流动，ACDC级完成和电网的换能，因为H桥基本思想是BOOST电路，所以在220V单相用电中，H桥的输出电压VH一定大于311V，为了能够满足用户多需求，增加一级双向DCDC变换器，DCDC变换采用电流控制方式，可以实现输出0～VH恒压输出，恒电流输出，恒电流反馈电网。【专利说明】带PFC和电网补偿的能量双馈装置
本专利技术为涉及电能治理领域动态无功补偿方法和电源领域PFC矫正、电网领域逆变入网。
技术介绍
目前国内市场上电源较多为模拟电源，调试难度大，设备功能单一，市面上仍有很多电源产品未对PFC处理，导致给电网灌入无功和谐波，这些谐波和无功积少成多后严重影响电能质量。 为了解决PFC和提高电源效率，很多研究者提出各种各样的电路拓扑，但是大多数仅仅基于研究，并未兼顾可开发性和调试性、电源效率、功率因素、设备成本、无功和谐波补偿能力、能量双馈，下面就目前市场具有的拓扑进行比较。 为了解决功率因数，有人提出有桥BOOST电路，其控制方法多为单周期积分控制，通过Uref给定和反馈Udc进行PI后得到调节量Vint，Vint正脉宽内积分值VM和Vint-1s*R(Is为入网电流，R电流采样电阻)进行比较获得PWM波，该方法一般使用单周期积分集成芯片实现，外围电路较繁杂，调试很困难，同时输入端使用了整流硅堆，降低了电源效率同时也增了发热量。 后来经过改进，仅用两个BOOST桥并联实现无桥PFC矫正，能够提高电源效率，两个BOOST桥交替 工作，更加有利于散热，但是该电路拓扑的能量只能从AC侧流向DC测。 另外也有H桥拓扑结构，能够实现能量的双向流动，该电路拓扑电路简洁，损耗低，但有些拓扑通过变压耦合输出，不仅成本增加，变压容易发热，是设备效率降低。 本专利技术也采用H桥结构，根据三相SVG的控制思路，采用Id、Iq独立控制思想，充分考虑成本、电路复杂度、易开发和调适性，被装置采用A⑶C和D⑶C两级变换器，整个电路只需要6只开关管便可实现能量双向流动，ACDC级完成和电网的换能，因为H桥基本思想是BOOST电路，所以在220V单相用电中，H桥的输出电压VH —定大于31IV，为了能够满足用户多需求，增加一级双向DCDC变换器，DCDC变换采用电流控制方式，可以实现输出O?VH恒压输出，恒电流输出，恒电流反馈电网。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以实现输出O?VH恒压输出，恒电流输出，恒电流反馈电网的带PFC和电网补偿的能量双馈装置。 为了实现上述目的本专利技术采用以下技术方案: 带PFC和电网补偿的能量双馈装置，其特征在于包括: 隔离变压器:对后级输出进行隔离； AC/DC变换器:A⑶C变换器采用H桥结构，实现和电网的有功能量交换和无功的补偿； DC/DC变换器:双向DC/DC变换器采用半桥结构，以电流为控制对象，实现输出O?VH恒压输出，恒电流输出，恒电流反馈电网； 控制单元:控制PWM输出； A⑶C驱动:驱动A⑶C变换器的IGBT A⑶C采集单元:对采集目标进行信号调理，采集单相电网电压、入网电流、AD⑶输出电压和负载电流； D⑶C驱动:驱动D⑶C变换器的IGBT D⑶C采集单元:采集ECDC输出电流、D⑶C输出电压； 辅电单元:实现给驱动单元、采集单元、控制单元和人机接口进行供电； 通过H桥结构进行前级AC/DC换能，入网的有功电流id，无功电流i,进行独立控制，通过检测负载电流对电网进行无功和谐波治理，AC/DC变换器后端DC/DC变换器，实现整个装置能量双向进行，DCDC级运行在恒压输出模式、恒流输出模式、恒流馈网模式中的任一模式，实现能量自由交换。 上述技术方案中，对入网电流进行、、独立控制，对A⑶C的输出电压和给定Uref进行PI调节，调节量作为id指令进行有功控制，如果对AC用电负载进行无功补偿和谐波治理，此时，设备采集负载电流，将负载的减去基波后的有功电流id电流叠加到id指令中，负载的无功电流i,加到i,指令进行无功和谐波的补偿。 上述技术方案中，DC/DC变换器包括上管T5，下管T6，上管T5与下管T6连接端通过电感L2引出为输出端，输出端通过电容CL接下管T6，DC/DC变换器的量输入端通过电容CH连接。 上述技术方案中，恒电流输出模式下，上管T5导通后在L2电抗上正向储能，上管T5断开后，电感L2电流通过下管T6反并二极管续流，能量传递到低压侧，该模式下下管T6不起作用，该电路等效为BUCK电路，通过电流PI调节实现电流的稳定输出。 恒电流馈网模式下，下管T6导通后在L2上反向储能，下管T6断开后，L2电流通过上管T5反并二极管续流，能量馈送到高压侧，该模式下下管T5不起作用，该电路等效为BOOST电路,通过电流PI调节实现电流的稳定反馈； 恒电压模式下，D⑶C变换器交替工作在BUCK状态和BOOST状态下，通过电压外环PI调节，实现输出电压的稳定。 与最接近的现有技术相比，本申请提案有何技术优点: 1、本专利技术从成本、可开发和调试性、设备效率、FPC电源的基本要求角度出发，采用ACDC和DCDC两级变换器，整个电路只需要6只开关管便可实现能量双向流动，电路拓扑见附图3，ACDC级完成和电网的换能，DCDC实现直流电压输出控制和电流出入控制，电路简单易实现。 2、可以实现三种工作模式:恒电压输出，恒电流流输出，恒电流馈网，用户不仅可以用电，依可利用该装置发电入网，实现分布式发电，减轻电网压力，给电网公司和用电客户都来效益。 3、该专利技术除了能够实现设备自身的PFC矫正外，同时可以实现对电网无功和谐波补偿，可以实现分布式就地补偿，降低入户线损。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的系统框图。 图2为本专利技术的应用图。 图3为电路结果拓扑。 图4为D⑶C工作电流输出模式下，电流储能示意图。 图5为D⑶C工作电流输出模式下，电流续流示意图。 图6为D⑶C工作电流反馈模式下，电流储能示意图。 图7为D⑶C工作电流反馈模式下，电流续流示意图。 【具体实施方式】 1、装置: 带PF C和电网补偿的双向数字电源装置，包括隔离变压器(I)、辅电单元(2)、A⑶C变换器(3)、A⑶C驱动(4)、A⑶C采集单元(5)、D⑶C变换器(6)、D⑶C驱动(7)、D⑶C采集单元(8)、控制单元(9)、人机接口(10)，装置结构见图1。 带PFC和电网补偿的能量双馈装置通过H桥进行前级A⑶C换能，入网的有功电流id，无功电流i,进行独立控制，可以通过检测负载电流对电网进行无功和谐波治理，由于ACDC输出电压必须高于电网，于是在后端增加了一级DCDC变换器，实现整个装置能量可双向进行，DCDC级可多模式工作，可以运行在恒压输出模式、恒流输出模式、恒流馈网模式，实现能量自由交换，该装置功能齐备，应用宽泛。 2、方法 (I)辅电单元，实现给驱动单元、采本文档来自技高网...
【技术保护点】
带PFC和电网补偿的能量双馈装置，其特征在于包括：隔离变压器：对后级输出进行隔离；AC/DC变换器：ACDC变换器采用H桥结构，实现和电网的有功能量交换和无功的补偿；DC/DC变换器：双向DC/DC变换器采用半桥结构，以电流为控制对象，实现输出0～VH恒压输出，恒电流输出，恒电流反馈电网；控制单元：控制PWM输出；ACDC驱动：驱动ACDC变换器的IGBTACDC采集单元：对采集目标进行信号调理，采集单相电网电压、入网电流、ADCD输出电压和负载电流；DCDC驱动：驱动DCDC变换器的IGBTDCDC采集单元：采集DCDC输出电流、DCDC输出电压；辅电单元：实现给驱动单元、采集单元、控制单元和人机接口进行供电；通过H桥结构进行前级AC/DC换能，入网的有功电流id，无功电流iq进行独立控制，通过检测负载电流对电网进行无功和谐波治理，AC/DC变换器后端DC/DC变换器，实现整个装置能量双向进行，DCDC级运行在恒压输出模式、恒流输出模式、恒流馈网模式中的任一模式，实现能量自由交换。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邹军，
申请(专利权)人：成都麦隆电气有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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