不规则纹波有源补偿电路及供电系统技术方案

一种不规则纹波有源补偿电路及供电系统；所述不规则纹波有源补偿电路包括：同步整流模块、第一采样模块、第二采样模块、纹波处理模块、信号发生模块以及信号调制模块；同步整流模块根据第一驱动信号和第二驱动信号对直流电源进行同步整流输出具有与供电电源中干扰纹波极性相反的补偿信号；第一采样模块实时采集补偿信号并得到电流采样信号；第二采样模块采集供电电源的交流纹波；对电流采样信号和交流纹波进行处理调制后得到两路互补的第一驱动信号和第二驱动信号，通过第一驱动信号和第二驱动信号改变同步整流模块的工作状态，以使补偿信号能够对供电电源中的干扰纹波实现调节作用。

Irregular ripple active compensation circuit and power supply system

【技术实现步骤摘要】
不规则纹波有源补偿电路及供电系统
本技术属于电子
，尤其涉及一种不规则纹波有源补偿电路及供电系统。
技术介绍
电源纹波是指电源输出的电压/电流中的存在波动的现象，在实际应用过程中，稳定的电源通常由交流电源经过稳压处理等环节后而形成，因此在这个过程中，电源输出的电压/电流中就会存在交流成分，这种交流成分将会导致电力系统的不稳定，无法对电源输出的电压/电流进行精确地测量，进而电子元器件所接入的电能容易出现尖峰电流/尖峰电压，电力设备处于极不稳定的工作状态，严重的电源纹波甚至会引发电力安全事故，限制了电源的应用范围。由于电源输出的电流/电压中存在纹波，导致电源输出电能的精度较低，无法使电子设备处于额定的工作状态；在传统技术中，一方面，电源数字化的A/D采样时离散的，受制于采样周期等因素，A/D采样速率一般只能达到几KHz到十几KHz，这样的纹波检测精度只能够描绘出频率在一两百Hz以下的简单包络波形，而对于200Hz以上的波形，越是高频，传统技术越不能完整地描绘出来电源纹波的真实相位，因此对于数字控制的纹波采集电路不能实时还原所需的高频电流信号，使采集的信号发生畸变，无法有效地控制电源输出电能中真实纹波；另一方面，由于电源输出的电能中存在多种类型的电流纹波信号，其中所述电流纹波信号包含高频交流成分和低频交流成分等，而传统技术对电源中的电流纹波信号进行处理的过程中，也会影响到电源中直流成分和低频交流成分的稳定性，产生一定的电能损耗，影响电源的整体品质。综上所述，由于传统技术无法对电流纹波信号中的高频纹波进行分类精确采样，并且无法对于电源中的不规则纹波中高频纹波进行调节，导致电源的精度较低的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供了一种不规则纹波有源补偿电路及供电系统，旨在解决传统的技术方案无法对不规则纹波中的高频纹波信号进行调节，电源输出的电压/电流精度较低，造成电源输出的电源存在不规则的交流干扰分量，电力系统不稳定，难以普遍适用的问题。本技术实施例的第一方面提供了一种不规则纹波有源补偿电路，与供电电源连接，所述不规则纹波有源补偿电路包括：电源输入端接直流电源，接入第一驱动信号和第二驱动信号，被配置为根据第一驱动信号和第二驱动信号对所述直流电源的电能进行同步整流后输出具有与所述供电电源中干扰纹波极性相反的补偿信号的同步整流模块；与所述同步整流模块连接，被配置为对所述补偿信号进行采样得到一电流采样信号的第一采样模块；与所述供电电源连接，被配置为采集所述供电电源的交流纹波的第二采样模块；与所述第一采样模块以及所述第二采样模块连接，被配置为对所述交流纹波和所述电流采样信号进行处理得到第一纹波信号的纹波处理模块；被配置为生成三角波信号的信号发生模块；以及与所述纹波处理模块、所述信号发生模块以及同步整流模块连接，被配置为对所述第一纹波信号和所述三角波信号进行调制生成两路互补的所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的信号调制模块。在其中的一个实施例中，所述干扰纹波包括：所述供电电源的交流纹波中高频纹波和谐波。在其中的一个实施例中，所述不规则纹波有源补偿电路还包括：连接在所述第二采样模块与所述纹波处理模块之间，被配置为对所述交流纹波进行高通滤波的滤波模块。在其中的一个实施例中，所述纹波处理模块包括：与所述第一采样模块连接，被配置为对所述电流采样信号进行比例放大的第一信号放大器；与所述第二采样模块连接，被配置为对所述供电电源的交流纹波进行比例放大的第二信号放大器；与所述第一信号放大器和第二信号放大器连接，被配置为对比例放大后的所述电流采样信号和比例放大后的交流纹波进行相加得到第一纹波信号的加法器；以及连接在所述加法器和所述信号调制模块之间，被配置为对所述第一纹波信号进行反相积分的反相积分器。在其中的一个实施例中，所述不规则纹波有源补偿电路还包括：连接在所述信号调制模块与所述同步整流模块之间，被配置为对所述第一驱动信号进行PWM整流的第一PWM驱动电路；连接在所述信号调制模块与所述同步整流模块之间，被配置为对所述第二驱动信号进行PWM整流的第二PWM驱动电路。在其中的一个实施例中，所述同步整流模块包括：电源输入端接所述直流电源，被配置为对所述直流电源的电能进行共模信号抑制的共模抑制单元；控制端接入所述第一驱动信号，第一导通端接所述共模抑制单元的第一电源输出端，被配置为根据所述第一驱动信号导通或者关断的第一开关单元；控制端接入所述第二驱动信号，第二导通端接所述共模抑制单元的第二电源输出端，被配置为根据所述第二驱动信号导通或者关断的第二开关单元；其中所述第一开关单元的第二导通端和所述第二开关单元的第一导通端共接，以输出第一交流信号；一端与所述第一开关单元的第二导通端和第二开关单元的第一导通端连接，另一端与所述第一采样模块，被配置为对所述第一交流信号进行微分的微分单元；以及与所述微分单元的另一端连接，被配置为对所述微分后的第一交流信号进行滤除直流分量以及滤除低频交流分量，以输出所述补偿信号的隔离单元。在其中的一个实施例中，所述共模抑制单元包括：共模电感；所述第一开关单元包括：第一开关管和第一二极管；所述第二开关单元包括：第二开关管和第二二极管；所述微分单元包括：至少两个串联的电感；所述隔离单元包括：多个并联的电容。在其中的一个实施例中，所述第一开关管为MOS管或者IGBT，所述第二开关管为MOS管或者IGBT。在其中的一个实施例中，所述第二采样模块包括电流传感器。本技术实施例的第二方面提供了一种供电系统，包括：供电电源、直流电源以及如上所述的不规则纹波有源补偿电路，所述不规则纹波有源补偿电路与所述供电电源以及所述直流电源连接；所述不规则纹波有源补偿电路对所述直流电源进行调节，以使所述直流电源输出与所述供电电源中干扰纹波极性相反的补偿信号，通过所述补偿信号对所述供电电源中干扰纹波进行反补偿。上述的不规则纹波有源补偿电路通过同步整流模块对直流电源的电能进行同步整流，以输出具有与所述供电电源中干扰纹波极性相反的补偿信号，第一采样模块和第二采样模块能够分别对补偿信号和供电电源的交流纹波信号进行采样并处理后，以生成驱动信号，通过该驱动信号操控同步整流模块的工作状态，以形成不规则纹波补偿电路的内部动态反馈回路，根据供电电源中交流纹波的变化状态直接调节同步整流模块所需生成的补偿信号；通过补偿信号中的补偿纹波来消除供电电源中干扰纹波，在不影响供电电源的供电性能的基础之上，提高了供电电源的精度和品质，其控制响应速度极快，适用范围广，可用于精密电流源设计、谐波补偿、电池检测设备等领域；有效地解决了传统技术无法对不规则纹波进行调节时，难以采集不规则纹波中的高频分量，导致电源输出的电能精度较低，稳定性和可靠性不佳，实用价值不高的问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种不规则纹波有源补偿电路的模块结构图；图2是本技术实施例提供的另一种不规则纹波有源补偿电路的模块结构图；图3是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不规则纹波有源补偿电路，与供电电源连接，其特征在于，所述不规则纹波有源补偿电路包括：电源输入端接直流电源，接入第一驱动信号和第二驱动信号，被配置为根据第一驱动信号和第二驱动信号对所述直流电源的电能进行同步整流后输出具有与所述供电电源中干扰纹波极性相反的补偿信号的同步整流模块；与所述同步整流模块连接，被配置为对所述补偿信号进行采样得到一电流采样信号的第一采样模块；与所述供电电源连接，被配置为采集所述供电电源的交流纹波的第二采样模块；与所述第一采样模块以及所述第二采样模块连接，被配置为对所述交流纹波和所述电流采样信号进行处理得到第一纹波信号的纹波处理模块；被配置为生成三角波信号的信号发生模块；以及与所述纹波处理模块、所述信号发生模块以及同步整流模块连接，被配置为对所述第一纹波信号和所述三角波信号进行调制生成两路互补的所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的信号调制模块。

【技术特征摘要】
1.一种不规则纹波有源补偿电路，与供电电源连接，其特征在于，所述不规则纹波有源补偿电路包括：电源输入端接直流电源，接入第一驱动信号和第二驱动信号，被配置为根据第一驱动信号和第二驱动信号对所述直流电源的电能进行同步整流后输出具有与所述供电电源中干扰纹波极性相反的补偿信号的同步整流模块；与所述同步整流模块连接，被配置为对所述补偿信号进行采样得到一电流采样信号的第一采样模块；与所述供电电源连接，被配置为采集所述供电电源的交流纹波的第二采样模块；与所述第一采样模块以及所述第二采样模块连接，被配置为对所述交流纹波和所述电流采样信号进行处理得到第一纹波信号的纹波处理模块；被配置为生成三角波信号的信号发生模块；以及与所述纹波处理模块、所述信号发生模块以及同步整流模块连接，被配置为对所述第一纹波信号和所述三角波信号进行调制生成两路互补的所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的信号调制模块。2.根据权利要求1所述的不规则纹波有源补偿电路，其特征在于，所述干扰纹波包括：所述供电电源的交流纹波中高频纹波和谐波。3.根据权利要求1所述的不规则纹波有源补偿电路，其特征在于，所述不规则纹波有源补偿电路还包括：连接在所述第二采样模块与所述纹波处理模块之间，被配置为对所述交流纹波进行高通滤波的滤波模块。4.根据权利要求1所述的不规则纹波有源补偿电路，其特征在于，所述纹波处理模块包括：与所述第一采样模块连接，被配置为对所述电流采样信号进行比例放大的第一信号放大器；与所述第二采样模块连接，被配置为对所述供电电源的交流纹波进行比例放大的第二信号放大器；与所述第一信号放大器和第二信号放大器连接，被配置为对比例放大后的所述电流采样信号和比例放大后的交流纹波进行相加得到第一纹波信号的加法器；以及连接在所述加法器和所述信号调制模块之间，被配置为对所述第一纹波信号进行反相积分的反相积分器。5.根据权利要求1所述的不规则纹波有源补偿电路，其特征在于，所述不规则纹波有源补偿电路还包括：连接在所述信号调制模块与所述同步整流模块之间，被配置为对所述第一驱动信号进行PWM整...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛广甫，徐小宏，吴璟钥，
申请(专利权)人：深圳市瑞能实业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44