一种三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法技术

本发明专利技术公开一种三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法，包括以下步骤：(1)启动时，限流电路中旁路开关断开，限流电阻将充电电流限制在允许范围内；(2)DSP数字控制器不输出PWM脉冲，三相输入电压经二级管整流成直流电压后对直流侧电容充电，直到电容电压稳定；(3)采样电路采集三相输入电压、三相输入电流、反馈电压和反馈电流；(4)以三相输入电压为基准调制波，将基准调制波与数字三角波载波比较之后输出PWM脉冲，控制PWM脉冲输出，将直流侧电容电压充到给定电压；(5)直流侧电容电压大于给定电压时，投入PI数字控制器，电压控制转入闭环控制。本发明专利技术降低了启动电流的冲击和开关管的应力，延长了器件的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法
本专利技术属于数字电源技术，具体涉及一种三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法。
技术介绍
三相VIERNA整流器在上电之前，直流侧电容电压为0，当上电瞬间给定电压和输出反馈电压存在很大偏差，如果此时不加控制，冲击电流将会很大，可能会损坏器件，为了抑制启动冲击电流，整流器启动时必须经过软启动才能进入正常工作模式。传统的模拟电源由于控制信号是连续的，硬件上专门的软启动电路可以保证启动时冲击电流不至于过大，而一些数字电源没有设计专门的硬件软启动电路，整个启动过程需要软件控制以实现软启动过程，进而抑制冲击电流，使得这个系统平滑的进入闭环控制。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种能够实现整个软启动过程无冲击电流的三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法。技术方案：本专利技术的三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法，包括以下步骤：(1)系统启动，DSP数字控制器控制限流电路中的旁路开关断开，限流电路中的限流电阻将充电电流限制在允许范围内；(2)系统启动时，DSP数字控制器不输出PWM脉冲，三相输入电压经二级管整流成直流电压对直流侧电容充电，直到电容电压稳定；(3)采样电路采集三相输入电压、三相输入电流、反馈电压和反馈电流；(4)DSP数字控制器直接采用(3)采集的三相输入电压作为基准调制波，将基准调制波与数字三角波载波进行比较之后输出PWM脉冲，PWM脉冲经驱动电路处理后驱动三相VIENNA主拓扑电路对直流侧电容充电，平滑地将电容电压抬升直至给定电压；(5)当直流侧电容电压大于给定电压时，投入PI数字控制器，电压控制转入闭环控制。步骤(1)中，所述限流电路包括并联连接的限流电阻和旁路开关，限流电阻和旁路开关并联连接之后串接于充电回路。步骤(2)中，限流预充电过程中，三相VIENNA主拓扑电路处于不控整流模式。步骤(2)中，所述DSP数字控制器对三相输入电压和电容电压进行判断，当三相输入电压正常并且电容电压稳定时，闭合旁路开关。步骤(2)中，所述DSP数字控制器对三相输入电压和电容电压进行判断，当三相输入电压有一项不正常时，三相VIENNA主拓扑电路保持不控整流状态，限流电路中的旁路开关保持断开状态。步骤(4)中，在将基准调制波与数字三角波载波进行比较之前，先对基准调制波的幅值进行微调，使得基准调制波和数字三角波载波产生交集。所述基准调制波的幅值越小时，基准调制波和数字三角波载波产生的交集越多，从而输出的PWM脉冲数量越多，且PWM脉冲的脉宽越大；所述基准调制波的幅值越大时，基准调制波和数字三角波载波产生的交集越少，从而输出的PWM脉冲数量越少，且PWM脉冲的脉宽越小。所述对基准调制波的幅值进行微调具体为根据启动时间的要求，分时按不同斜率降低基准调制波的幅值。步骤(4)中，当数字三角波载波大于基准调制波时，PWM脉冲输出高电平；反之，PWM脉冲输出低电平。所述数字三角波载波由DSP数字控制器的PWM模块计数器产生。有益效果：本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：(1)软启动过程中的驱动脉冲生成简单方便；(2)整个软启动过程无冲击电流；(3)软启动结束后能平滑进入闭环控制。附图说明图1为本专利技术中三相VIENNA整流器原理图；图2是本专利技术中软启动PWM波生成原理图。具体实施方式下面结合具体实施方式和说明书附图对本专利技术作进一步详细介绍。如图1所示，本专利技术的硬件电路包括限流电路、采样电路和数字控制电路，限流电路包括并联连接的限流电阻和旁路开关，限流电阻和旁路开关并联连接之后串接于充电回路。本专利技术的三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法，包括以下步骤：(1)系统启动，DSP数字控制器控制三相VIENNA主拓扑电路中开关管处于闭合状态，DSP数字控制器控制限流电路中的旁路开关断开，充电电流经限流电路中的限流电阻限流，将开机电流限制在允许范围内，限流后对直流侧电容预充电；限流预充电过程中，三相VIENNA主拓扑电路处于不控整流模式。(2)系统启动时，DSP数字控制器不输出PWM脉冲，三相输入电压经二级管整流成直流电压对直流侧电容充电，直到电容电压稳定；DSP数字控制器采集直流侧电容反馈电压，判断电容电压是否等于输入电压有效值的1.732倍，当电容电压稳定在该电压附近时，再判断三相输入电压是否正常，当三相输入电压均正常时，闭合旁路开关。当三相输入电压有一项不正常时，三相VIENNA主拓扑电路保持不控整流状态，限流电路中的旁路开关保持断开状态。(3)采样电路采集三相输入电压、三相输入电流、反馈电压和反馈电流；(4)DSP数字控制器直接采用步骤(3)采集的三相输入电压作为基准调制波，将基准调制波与数字三角波载波进行比较之后输出PWM脉冲，产生了软启动所需要的开关脉冲信号，实现无冲击电流而电容电压缓慢升高的功能。输出的PWM脉冲经驱动电路处理后驱动三相VIENNA主拓扑电路对直流侧电容充电，平滑地将电容电压抬升直至给定电压；如图2所示，当数字三角波载波大于基准调制波时，PWM脉冲输出高电平；反之，PWM脉冲输出低电平。在将基准调制波与数字三角波载波进行比较之前，先对基准调制波的幅值进行微调，使得基准调制波和数字三角波载波产生交集。对基准调制波的幅值进行微调具体为根据启动时间的要求，分时按不同斜率降低基准调制波的幅值。基准调制波的幅值越小时，基准调制波和数字三角波载波产生的交集越多，从而输出的PWM脉冲数量越多，且PWM脉冲的脉宽越大；基准调制波的幅值越大时，基准调制波和数字三角波载波产生的交集越少，从而输出的PWM脉冲数量越少，且PWM脉冲的脉宽越小。(5)当直流侧电容电压大于给定电压时，投入PI数字控制器，电压控制转入闭环控制。三相VIENNA电路为boost升压电路，当开关管打开的时候就会对直流侧电容充电。因此，为了抑制冲击电流，一开始PWM脉冲要尽量的少，脉宽尽量的小。如图2所示，当基准调制波幅值越大时，基准调制波与数字三角波载波的交集就越少，并且根据步骤(4)中PWM的输出方式，脉冲的宽度也会更小。步骤(4)中，基准调制波所采用的三相输入电压幅值较大，为了加快启动时间，一开始基准调制波幅值的缩小比例因子为0.05，其产生的PWM波如图2中U＝Asinwt时的波形。可以看出，在一个完整的周波中，只有在0度、180度、360度附近会有脉冲。脉冲持续一段时间后，再次减小调制波的幅值，使得调制波和载波产生更多的交集，从而输出数量更多、脉宽更宽的脉冲，如图2中U＝Bsinwt时的波形；重复减少调制波幅值的操作，直到缩小比例因子为给定电压的倒数，即此时直流侧电容电压为给定电压时，软启动过程结束，接下来进入PI闭环调节。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)系统启动，DSP数字控制器控制限流电路中的旁路开关断开，限流电路中的限流电阻将充电电流限制在允许范围内；/n(2)系统启动时，DSP数字控制器不输出PWM脉冲，三相输入电压经二级管整流成直流电压对直流侧电容充电，直到电容电压稳定；/n(3)采样电路采集三相输入电压、三相输入电流、反馈电压和反馈电流；/n(4)DSP数字控制器直接采用步骤(3)采集的三相输入电压作为基准调制波，将基准调制波与数字三角波载波进行比较之后输出PWM脉冲，PWM脉冲经驱动电路处理后驱动三相VIENNA主拓扑电路对直流侧电容充电，平滑地将电容电压抬升直至给定电压；/n(5)当直流侧电容电压大于给定电压时，投入PI数字控制器，电压控制转入闭环控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)系统启动，DSP数字控制器控制限流电路中的旁路开关断开，限流电路中的限流电阻将充电电流限制在允许范围内；
(2)系统启动时，DSP数字控制器不输出PWM脉冲，三相输入电压经二级管整流成直流电压对直流侧电容充电，直到电容电压稳定；
(3)采样电路采集三相输入电压、三相输入电流、反馈电压和反馈电流；
(4)DSP数字控制器直接采用步骤(3)采集的三相输入电压作为基准调制波，将基准调制波与数字三角波载波进行比较之后输出PWM脉冲，PWM脉冲经驱动电路处理后驱动三相VIENNA主拓扑电路对直流侧电容充电，平滑地将电容电压抬升直至给定电压；
(5)当直流侧电容电压大于给定电压时，投入PI数字控制器，电压控制转入闭环控制。


2.根据权利要求1所述的三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述限流电路包括并联连接的限流电阻和旁路开关，限流电阻和旁路开关并联连接之后串接于充电回路。


3.根据权利要求1所述的三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法，其特征在于：步骤(2)中，限流预充电过程中，三相VIENNA主拓扑电路处于不控整流模式。


4.根据权利要求1所述的三相维也纳功率因数校正电路软启动的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述DSP数字控制器对三相输入电压和电容电压进行判断，当三相输入电压正常并且电容电压稳定时，闭合旁路开关。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：江长青，李臣松，王峰，赵天恩，周强，文继锋，杨伟，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32