电感电流采样计算方法技术

本发明专利技术涉及一种电感电流采样计算方法，用于获取逆变器的输入电流值，该电流采样计算方法为：对逆变器中变换电路的电感电流进行采样而得到电流采样值，先计算电感电流的采样点与电感电流中点的时间差，再根据时间差计算电感电流的采样点与电感电流中点的电流差，从而根据电流采样值和电流差计算得到电感电流中点的中点电流值，中点电流值即为逆变器的输入电流值。本发明专利技术解决了单独采样电感电流无法获取PV电流的问题，减少了AD采样数量和硬件电路，简化了设计，从而降低系统复杂程度和成本。

A Method for Calculating Inductance Current Sampling

【技术实现步骤摘要】
电感电流采样计算方法
本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种应用股光伏逆变器直流侧电感电流的采样计算方法。
技术介绍
常规的两级式光伏逆变器拓扑如图1，整体分为DC/DC和DC/AC两级。以DC/DC一级为例说明：常规DC/DC拓扑为Boost变换器，变换器电路结构同样见图1，输入电流Ipv和Boost电感电流Iboost波形见图2。环路控制中，需要实时采样电感电流Iboost来保证控制稳定性，而作为逆变器，还需要检测实时的输入电流Ipv用以进行限流控制和显示等。因为Iboost和Ipv电流的差异就在于Iboost电流上面多了电感的纹波电流，因此，通用的做法是采样电感电流Iboost输入一个AD(模拟量数字量转换器件)通道采样用作控制，另外再将Iboost经过硬件低通滤波(LPF)来滤除电感纹波电流之后，得到Ipv输入到另一个AD通道采样用作限流和显示，示意如图3。该方案需要占用两个AD通道，比较耗费AD资源，同时，硬件的滤波电路也增加了系统复杂度和系统成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够降低系统复杂程度和成本的电感电流采样计算方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种电感电流采样计算方法，用于获取逆变器的输入电流值，所述电流采样计算方法为：对所述逆变器中变换电路的电感电流进行采样而得到电流采样值，先计算所述电感电流的采样点与所述电感电流中点的时间差，再根据所述时间差计算所述电感电流的采样点与所述电感电流中点的电流差，从而根据所述电流采样值和所述电流差计算得到所述电感电流中点的中点电流值，所述中点电流值即为所述逆变器的输入电流值。优选的，基于所述电感电流的占空比计算所述电感电流的采样点与所述电感电流中点的时间差。优选的，所述采样点为所述电感电流的极值点，则所述时间差其中，t1为采样时刻相对开通起始点的时间差，duty为所述电感电流的占空比。优选的，所述电感电流的采样点与所述电感电流中点的电流差其中，Udc为所述变换器的输出电压值，Upv为所述变换器的输入电压值，L为所述变换器中的电感感量。优选的，所述电感电流中点的中点电流值其中，Isamp为所述电流采样值。优选的，当所述变换器处于稳定状态时，将所述电感电流的理论占空比值作为计算所述时间差ΔT时使用的所述电感电流的占空比；当所述变换器未处于稳定状态时，将所述电感电流的实际占空比值作为计算所述时间差ΔT时使用的所述电感电流的占空比。优选的，判断所述变换器是否处于稳定状态的方法为：连续多次采样所述变换电路的输入电压Upv和输出电压Udc，并在每次采样后根据采样到的所述变换电路的输入电压Upv和输出电压Udc计算所述电感电流的理论占空比值、根据逆变器的环路控制方法计算所述电感电流的实际占空比值，对应比较所述理论占空比值和所述实际占空比值而得到所述理论占空比值和所述实际占空比值的偏差值，若连续多次比较得到的所述偏差值均在允许范围内，则认为所述变换器处于稳定状态，否则所述变换器未处于稳定状态。优选的，所述电感电流的理论占空比值优选的，若连续10次比较得到的所述偏差值均在允许范围内，则认为所述变换器处于稳定状态。优选的，所述允许范围为5％。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术解决了单独采样电感电流无法获取PV电流的问题，减少了AD采样数量和硬件电路，简化了设计，从而降低系统复杂程度和成本。附图说明附图1为两级式光伏逆变器拓扑图。附图2为光伏逆变器中变换电路的输入电流和电感电流的波形图。附图3为通用的电感电流采样示意图。附图4为电感电流与占空比示意图。附图5为本专利技术的电感电流采样计算方法的流程图。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本专利技术作进一步描述。实施例一：一种用于获取逆变器的输入电流值的电感电流采样计算方法，其核心思想在于：对逆变器中变换电路的电感电流进行采样而得到电流采样值Isamp，先计算电感电流的采样点与电感电流中点的时间差，再根据时间差计算电感电流的采样点与电感电流中点的电流差，从而根据电流采样值和电流差计算得到电感电流中点的中点电流值，中点电流值即为逆变器的输入电流值。如附图5所示，该电感电流采样计算方法通过以下步骤实现：1、采样变换电路(例如Boost变换电路)的输入电压Upv和输出电压Udc。2、根据变换电路的输入输出电压公式推算出电感电流的理论占空比值duty1的计算公式3、根据公式2计算出此时电感电流的理论占空比值duty1，利用根据逆变器的环路控制方法计算电感电流的实际占空比值duty2，然后比对电感电流的理论占空比值duty1和实际占空比值duty2，据此判断变换电路是否处于稳定状态。判断变换器是否处于稳定状态的方法为：连续多次采样变换电路的输入电压Upv和输出电压Udc，并在每次采样后根据采样到的变换电路的输入电压Upv和输出电压Udc计算电感电流的理论占空比值duty1、根据逆变器的环路控制方法计算电感电流的实际占空比值duty2，对应比较理论占空比值duty1和实际占空比值duty2而得到理论占空比值duty1和实际占空比值duty2的偏差值，若连续多次比较得到的偏差值均在允许范围内，则认为变换器处于稳定状态，否则变换器处于不稳定状态。对比的条件可以根据具体的调试情况来定，例如，若连续10次比较得到的偏差值均在允许范围内，则认为变换器处于稳定状态，否则变换器处于不稳定状态。理论占空比值duty1和实际占空比值duty2的偏差值的允许范围为5％。4、判断变换电路的状态后，根据公式3来计算实际的电感电流中点的中点电流值Imid该计算过程中，首先基于电感电流的占空比duty计算电感电流的采样点(T0时刻)与电感电流中点(T1时刻)的时间差ΔT，ΔT是。采样点为电感电流的极值点，则时间差其中，t1为采样时刻相对开通起始点的时间差，因为在这里采样时刻是开通的起始点，所以t1＝0。duty为电感电流的占空比，当变换器处于稳定状态时，将电感电流的理论占空比值duty1作为计算时间差ΔT时使用的电感电流的占空比duty；当变换器未处于稳定状态时，将电感电流的实际占空比值duty2作为计算时间差ΔT时使用的电感电流的占空比duty。然后根据时间差ΔT计算电感电流的采样点与电感电流中点的电流差其中，Udc为变换器的输出电压值，Upv为变换器的输入电压值，L为变换器中的电感感量，其在产品研发阶段确定并且测量好写入到软件中。最后根据电流采样值Isamp和电流差ΔI计算得到电感电流中点的中点电流值该中点电流值ΔImid即为逆变器的输入电流值。5、结束。基于以上电感电流采样计算方法的程序写入逆变器控制器中，从而形成具有电感电流采样计算功能的逆变器控制器。上述方案可以用于多种电路拓扑电感电流中点的计算，不限于本专利技术中所举例的Boost电路。采用该方案后，无需两路AD通道即可获得电感电流Iboost和逆变器的输入电流Ipv，从而解决了单独采样电感电流无法获取PV电流的问题，减少了AD采样数量和硬件电路，简化了设计。上述实施例只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电感电流采样计算方法，用于获取逆变器的输入电流值，其特征在于：所述电流采样计算方法为：对所述逆变器中变换电路的电感电流进行采样而得到电流采样值，先计算所述电感电流的采样点与所述电感电流中点的时间差，再根据所述时间差计算所述电感电流的采样点与所述电感电流中点的电流差，从而根据所述电流采样值和所述电流差计算得到所述电感电流中点的中点电流值，所述中点电流值即为所述逆变器的输入电流值。

【技术特征摘要】
1.一种电感电流采样计算方法，用于获取逆变器的输入电流值，其特征在于：所述电流采样计算方法为：对所述逆变器中变换电路的电感电流进行采样而得到电流采样值，先计算所述电感电流的采样点与所述电感电流中点的时间差，再根据所述时间差计算所述电感电流的采样点与所述电感电流中点的电流差，从而根据所述电流采样值和所述电流差计算得到所述电感电流中点的中点电流值，所述中点电流值即为所述逆变器的输入电流值。2.根据权利要求2所述的电感电流采样计算方法，其特征在于：基于所述电感电流的占空比计算所述电感电流的采样点与所述电感电流中点的时间差。3.根据权利要求2所述的电感电流采样计算方法，其特征在于：所述采样点为所述电感电流的极值点，则所述时间差其中，t1为采样时刻相对开通起始点的时间差，duty为所述电感电流的占空比。4.根据权利要求3所述的电感电流采样计算方法，其特征在于：所述电感电流的采样点与所述电感电流中点的电流差其中，Udc为所述变换器的输出电压值，Upv为所述变换器的输入电压值，L为所述变换器中的电感感量。5.根据权利要求4所述的电感电流采样计算方法，其特征在于：所述电感电流中点的中点电流值其中，Isamp为所述电流采样值。6.根据权利要求3所述的电感电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾维波，黄敏，方刚，卢进军，谢胜仁，蒋峰，
申请(专利权)人：江苏固德威电源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32