【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电源电路，具体的说是涉及一种适用于宽电压范围的脉冲功率抑制电路及控制方法。
技术介绍
1、随着航天器不断发展，出现越来越多的脉冲负载，例如相控阵雷达、合成孔径雷达、电磁脉冲武器等。如图1所示，脉冲负载功率由平均功率和脉动功率组成，具有峰均比高、变化迅速的特点，直接接入直流微网会造成母线电压波动，降低供电系统电能质量，甚至危害直流微网安全、稳定运行。
2、为减小脉冲负载强脉冲特性对直流微网的冲击，通常采用脉冲负载电源作为接口变换器，并由脉冲负载电源中的无源器件，如超级电容提供脉动功率，由直流微网提供平均功率，以抑制直流母线电压波动，提高系统稳定性。
3、现有的脉冲负载电源主要分为三端口式拓扑架构和两级式拓扑架构，其拓扑结构、功率流向图分别如图2，图3所示，vin为母线电压。三端口式拓扑架构由前级变换器和双向dc/dc变换器组成，允许解耦电容cs两端电压vcs波动以减小无源电容体积，重载时，前级变换器提供平均功率pave，双向dc/dc变换器提供脉动功率ppul，轻载时，前级变换器仍旧提供平均功率，双向dc/dc变换器吸收多余功率实现功率平衡，适用于低频段脉冲负载。两级式拓扑架构由前级变换器和后级变换器级联组成，前级变换器提供脉冲负载平均功率，中间解耦电容cf提供脉冲负载脉动功率，并允许解耦电容cf两端电压vcf脉动以减小无源电容体积，适用于中高频段脉冲负载。
4、两级式架构对前级变换器的要求主要包含以下几个方面：1.隔离；2.高功率密度；3.宽输出电压范围，因此，通常采用buck型
5、现有的适用于中高频段脉冲负载的两级式电源常采用buck型拓扑作为电源前级变换器拓扑。此类拓扑具有良好的隔离能力，功率密度高，可适应宽输出电压，当直流母线电压稳定时可对脉冲负载可靠供电。然而，buck型拓扑适应宽输入电压的能力有限，若直流母线电压发生剧烈波动，现有的两级式脉冲负载电源难以平衡航天器发电系统输出的平均功率和脉冲负载所需的脉动功率，进而对直流微网稳定性造成冲击。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术以在宽输入电压下对中高频段脉冲负载可靠供电，提高航天器发电系统稳定性为目标，提出一种适用于宽电压范围的脉冲功率抑制电路及控制方法。
2、本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种适用于宽电压范围的脉冲功率抑制电路，包括双有源桥变换器和buck变换器；所述双有源桥变换器由两个全桥变换器经高频变压器连接组成，构成全桥变换器的所有开关均可实现软开关；双有源桥变换器的输出端连接buck变换器的输入端，双有源桥变换器和buck变换器的连接点与地之间连接有解耦电容，buck变换器的输出端连接脉冲负载，在重载时，双有源桥变换器和解耦电容同时向脉冲负载供电，在轻载时，双有源桥变换器提供平均功率，解耦电容吸收多余功率以实现功率平衡。
4、进一步的，还包括rlc滤波电路，rlc滤波电路连接在电源和双有源桥变换器之间。
5、进一步的，所述双有源桥变换器的两个全桥变换器分别由第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3、第四开关s4和第五开关q1、第六开关q2、第七开关q3、第八开关q4构成，高频变压器原边的同名端通过电感后连接在第一开关s1和第二开关s2的连接点，高频变压器原边的异名端连接在第三开关s3和第四开关s4的连接点，高频变压器副边的同名端连接在第五开关q1和第六开关q2的连接点，高频变压器副边的异名端连接在第七开关q3和第八开关q4的连接点。
6、用于脉冲功率抑制电路的控制方法为，对双有源桥变换器采用直接功率控制，具体为将解耦电容两端电压vcf以tpulse为周期单位进行积分，积分结果与解耦电容两端电压给定值vcf-ref作差得到偏差量，该偏差量经pi环节直接得到双有源桥变换器传输功率，经移相调制后对双有源桥变换器中开关管进行驱动；对buck变换器采用电感电流前馈控制，具体为采集脉冲负载两端电压vload，与脉冲负载两端电压基准值vload-ref经pi环节得到脉冲负载恒压控制信号后，再加上脉冲负载电流后与buck变换器内电感电流作差，最后经pi环节得到调制信号驱动buck变换器。
7、本专利技术的有益效果是：1)提出了一种可适应宽输入电压的两级式脉冲负载电源拓扑架构。该脉冲负载电源前级为双有源桥变换器(dual active bridge,dab)，后级为buck变换器，不仅具备良好的隔离能力、高功率密度，还可同时适应宽输入、宽输出电压，在极端工况下仍能可靠工作；2)基于此电源拓扑，提出了一种有效的功率控制方法，对前级双有源桥变换器采用直接功率控制，对后级buck变换器采用电感电流前馈控制，兼具了变换器的稳定性和快速性，保证了该脉冲负载电源良好的脉冲功率抑制能力。
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1.一种适用于宽电压范围的脉冲功率抑制电路，其特征在于，包括双有源桥变换器和BUCK变换器；所述双有源桥变换器由两个全桥变换器经高频变压器连接组成，构成全桥变换器的所有开关均可实现软开关；双有源桥变换器的输出端连接BUCK变换器的输入端，双有源桥变换器和BUCK变换器的连接点与地之间连接有解耦电容，BUCK变换器的输出端连接脉冲负载，在重载时，双有源桥变换器和解耦电容同时向脉冲负载供电，在轻载时，双有源桥变换器提供平均功率，解耦电容吸收多余功率以实现功率平衡。
2.根据权利要求1所述的一种适用于宽电压范围的脉冲功率抑制电路，其特征在于，还包括RLC滤波电路，RLC滤波电路连接在电源和双有源桥变换器之间。
3.根据权利要求1所述的一种适用于宽电压范围的脉冲功率抑制电路，其特征在于，所述双有源桥变换器的两个全桥变换器分别由第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第五开关Q1、第六开关Q2、第七开关Q3、第八开关Q4构成，高频变压器原边的同名端通过电感后连接在第一开关S1和第二开关S2的连接点，高频变压器原边的异名端连接在第三开关S3和第四开关S
4.一种用于如权利要求1所述的适用于宽电压范围的脉冲功率抑制电路的控制方法，其特征在于，对双有源桥变换器采用直接功率控制，具体为将解耦电容两端电压vCf以Tpulse为周期单位进行积分，积分结果与解耦电容两端电压给定值VCf-ref作差得到偏差量，该偏差量经PI环节直接得到双有源桥变换器传输功率，经移相调制后对双有源桥变换器中开关管进行驱动；对BUCK变换器采用电感电流前馈控制，具体为采集脉冲负载两端电压vload，与脉冲负载两端电压基准值Vload-ref经PI环节得到脉冲负载恒压控制信号后，再加上脉冲负载电流后与BUCK变换器内电感电流作差，最后经PI环节得到调制信号驱动BUCK变换器。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于宽电压范围的脉冲功率抑制电路，其特征在于，包括双有源桥变换器和buck变换器；所述双有源桥变换器由两个全桥变换器经高频变压器连接组成，构成全桥变换器的所有开关均可实现软开关；双有源桥变换器的输出端连接buck变换器的输入端，双有源桥变换器和buck变换器的连接点与地之间连接有解耦电容，buck变换器的输出端连接脉冲负载，在重载时，双有源桥变换器和解耦电容同时向脉冲负载供电，在轻载时，双有源桥变换器提供平均功率，解耦电容吸收多余功率以实现功率平衡。
2.根据权利要求1所述的一种适用于宽电压范围的脉冲功率抑制电路，其特征在于，还包括rlc滤波电路，rlc滤波电路连接在电源和双有源桥变换器之间。
3.根据权利要求1所述的一种适用于宽电压范围的脉冲功率抑制电路，其特征在于，所述双有源桥变换器的两个全桥变换器分别由第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3、第四开关s4和第五开关q1、第六开关q2、第七开关q3、第八开关q4构成，高频变...
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