直流充电装置中的PI控制电路制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种直流充电装置中的PI控制电路，包含一输出调整电压VOSC的电压控制电路和一补充调节调整电压VOSC的电流控制电路，电压控制电路和电流控制电路内均包含一PI电路。由电压控制电路和电流控制电路中的PI电路对采集的输出电压、电流量、预设定量等进行比较运算处理，通过PI控制电路实现了直流充电装置的电压、电流双闭环控制，克服了直流充电装置单电压控制时电流容易失控的缺点，并且性能可靠、电路简单。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种直流充电装置中的控制电路，属于直流系统中充电装置控制

技术介绍
直流系统是变电站或发电厂等电力场所的重要组成部分，主要由蓄电池组、直流充电装置和直流监控等部分组成。它的作用是正常情况下，为变电站和发电厂内的合闸负载和控制负载提供直流电源；故障时，当变电站和发电厂内用电中断的情况下为继电保护及自动装置、合闸与断路器跳闸、载波通信、事故照明、直流电动机拖动的厂用机械提供工作直流电源。所以对蓄电池运行充电维护是否正常，直接影响着应用领域中各种设备的可靠性、安全性和准确稳定的运行。若直流充电装置中电池组出现过充电、过放电及电池老化等现象，会导致电池损坏或电池容量急剧下降，使直流充电装置不能正确的输出电压电流。 直流充电装置从传统的线性电源发展到目前的高频开关式直流模块，尤其从70年代以来大规模集成电路技术的发展，使开关电源有了质的飞跃，使高频开关式直流充电模块具有效率高、体积小和重量轻等突出优点。直流充电装置的内部工作原理为三相交流电源经过EMI滤波器输入到整流电路，将交流整流为脉动的直流输出，通过无源功率因数校正(PFC)电路，将脉动的直流转换为平直的直流电源，DC/DC高频逆变器将直流转换为高频交流电源，通过高频整流电路将高频的DC转换为高频脉动的直流，此直流通过高频滤波输出。其中DC/DC高频变换电路，在控制电路的控制下，以实现电压调整(包括稳压和电压整定)。采用电压控制型开关电源会对开关电流失控，不便于过流保护，并且响应慢、稳定性差。目前直流系统中充电装置闭环控制
一般采用非PI控制电路，直流充电装置单电压控制时电流容易失控，极端情况下充电装置会过流及输出电压不稳定。
技术实现思路
本技术目的提供一种直流充电装置中的PI控制电路，基于PI控制电路的电压、电流双闭环控制系统控制电路，用于直流系统中充电装置闭环控制。为解决上述技术问题，本技术提供一种直流充电装置中的PI控制电路。PI控制器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例(P)和积分(I)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。PI控制器各校正环节的作用如下I.比例环节控制器立即产生控制作用，以减少偏差。通常随着比例系数值的加大，闭环系统的超调量加大，系统响应速度加快，但是当比例系数值增加到一定程度，系统会变得不稳定。2.积分环节主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数，时间常数越大，积分作用越弱，反之越强。通常在比例系数值不变的情况下，积分时间常数越大，即积分作用越弱，闭环系统的超调量越小，系统的响应速度变慢。比例控制可以实现对偏差的快速响应，积分控制可以消除静差。将比例与积分控制结合起来可以在消除静差的同时加快对偏差的响应。本技术提供的直流充电装置中的PI控制电路，其特征是，包含一输出调整电压VOSC的电压控制电路和一补充调节所述调整电压VOSC的电流控制电路，所述电压控制电路和电流控制电路内均包含一 PI电路；所述PI电路包含一误差运算放大器、并联于误差运算放大器反向输入端与输出端之间的串联的一电阻和电容；所述电压控制电路中，直流充电装置的输出电压采样值VFB经电阻R63、R44连接至其内的PI电路中的误差运算放大器反向输入端，基准电压值VREF、并机均流母线电压值 VJL、经调节的外部给定值VADJ均输入该误差运算放大器正相输入端，该误差运算放大器输出端用于输出所述调整电压VOSC ；所述电流控制电路中，直流充电装置的输出电流采样值IS-、基准电压值VREF均连接至其内的PI电路中的误差运算放大器正相输入端；直流充电装置的输出电流限定值IADJ经调节输入该误差运算放大器反相输入端，该误差运算放大器输出端经一二极管与所述电压控制电路输出的调整电压VOSC相连。所述外部给定值VADJ通过分压电阻分压，得到一个给定电压值，输入所述电压控制电路中的误差运算放大器正相输入端。所述电压控制电路中的误差运算放大器输出端经一输出电阻连接至信号发生器，向信号发生器输出调整电压V0SC。直流充电装置的输出电流采样值IS-和基准电压值VREF分别通过另一电阻连接至所述电流控制电路中的误差运算放大器正相输入端。直流充电装置的输出电流限定值IADJ经另一分压电阻分压，得到另一给定电压值，输入所述电流控制电路中的误差运算放大器反相输入端。所述电流控制电路中的误差运算放大器输出端与所述二极管负极连接，所述二极管正极连接至调整电压V0SC。本技术所达到的有益效果本技术的直流充电装置中的PI控制电路，通过PI控制电路实现了直流充电装置的电压、电流双闭环控制，克服了直流充电装置单电压控制时电流容易失控的缺点，并且性能可靠、电路简单。附图说明图I是电流控制型开关电源模块工作原理图；图2是电压闭环控制电路图；图3是电流闭环控制电路。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。与电压控制型开关电源相比，电流控制型开关电源是一个电压、电流双闭环控制系统，能克服电流失控的缺点，并且性能可靠、电路简单。电流型控制是 针对电压型控制的缺点而发展起来的，在保留了电压控制型的输出电压反馈控制部分外，又增加了一个电流反馈环节。电流控制型开关电源是一个电压、电流双闭环控制系统，内环为电流控制环，外环为电压控制环。当输出电压变化导致采样电压变化，或负载电流变化导致采样电流变化时，都会使PWM电路的输出脉冲占空比或PFM电路的频率发生变化，从而改变输出电压值，达到输出电压稳定的目的。模块内部原理控制原理图如图I所示。本技术将PI控制电路应用于直流充电装置中，并由电压闭环控制电路和电流闭环控制电路构成双闭环控制。该PI控制电路主要是采用通用型控制芯片，主要由运算放大器和外围电路所组成，将系统采集处理的输出电压、电流量、装置预设定量、装置均流信号量进行比较运算处理，最后将控制量送至 PWM (Pulse Width Modulation)发生器或 PFM (Pulse frequencymodulation)发生器，改变直流充电装置的输出电压和电流，可使输出电压或电流不随负载变化或电网变化而变化，由此可达到稳压及稳流的目的。PI控制电路由电压闭环控制电路和电流闭环控制电路双闭环控制构成，具体电路如图2、图3所示。其中，电压闭环控制电路如图2所示，误差运算放大器U6A与周围电阻R43、电容C21、C22等构成PI电路。VFB为直流充电装置的输出电压采样值，经电阻R63、R44连接至误差运算放大器U6A反向输入端；VREF为基准电压值；VJL为并机均流母线电压值，VADJ为外部给定值，通过电阻R47、R45分压，得到一个给定电压值，输入误差运算放大器U6A正相输入端，VOSC为调整电压，误差运算放大器U6A输出端经一电阻R42连接至输出到信号发生器的调整电压VOSC端。当直流充电装置的输出电压发生变化或设置值变换时，VOSC将发生相应的变化；当输出电压采样值VFB小于外部给定值VADJ时，VOSC将变大，使模块电压输出变大，输出电压采样值VFB也将变大，直到其与外部给定值VADJ相等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流充电装置中的PI控制电路，其特征是，包含一输出调整电压VOSC的电压控制电路和一补充调节所述调整电压VOSC的电流控制电路，所述电压控制电路和电流控制电路内均包含一PI电路；所述PI电路包含一误差运算放大器、并联于误差运算放大器反向输入端与输出端之间的串联的一电阻和电容；所述电压控制电路中，直流充电装置的输出电压采样值VFB经电阻连接至其内的PI电路中的误差运算放大器反向输入端，基准电压值VREF、并机均流母线电压值VJL、经调节的外部给定值VADJ均输入该误差运算放大器正相输入端，该误差运算放大器输出端用于输出所述调整电压VOSC；所述电流控制电路中，直流充电装置的输出电流采样值、基准电压值VREF均连接至其内的PI电路中的误差运算放大器正相输入端；直流充电装置的输出电流限定值IADJ经调节输入该误差运算放大器反相输入端，该误差运算放大器输出端经一二极管与所述电压控制电路输出的调整电压VOSC相连。

【技术特征摘要】
1.一种直流充电装置中的PI控制电路，其特征是，包含一输出调整电压VOSC的电压控制电路和一补充调节所述调整电压VOSC的电流控制电路，所述电压控制电路和电流控制电路内均包含一 PI电路；所述PI电路包含一误差运算放大器、并联于误差运算放大器反向输入端与输出端之间的串联的一电阻和电容； 所述电压控制电路中，直流充电装置的输出电压采样值VFB经电阻连接至其内的PI电路中的误差运算放大器反向输入端，基准电压值VREF、并机均流母线电压值VJL、经调节的外部给定值VADJ均输入该误差运算放大器正相输入端，该误差运算放大器输出端用于输出所述调整电压VOSC ； 所述电流控制电路中，直流充电装置的输出电流采样值、基准电压值VREF均连接至其内的PI电路中的误差运算放大器正相输入端；直流充电装置的输出电流限定值IADJ经调节输入该误差运算放大器反相输入端，该误差运算放大器输出端经一二极管与所述电压控制电路输出的调整电压VOSC相连。2.根据权利要求I所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海建，邬广建，毛乃虎，蒋莹莹，张雷，
申请(专利权)人：国电南京自动化股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：