[发明专利]脉动电流稳定控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电流控制领域，具体涉及一种脉动电流稳定控制系统。

背景技术

在电流控制电路中，由于某种特定应用，电路负载端所需要电流是断续的或时大时小的脉冲电流波形。现有技术的脉动电流控制系统是通过一连串的电路，通过整流电路和LC滤波器将电网变为平滑的直流电，再通过电子开关的通断动作形成脉冲输出，即为了实现所述脉冲电流波形，现有技术是在直流电源输出端的负载上直接串联开关进行斩波，通过对所述电子开关的通断进行控制，使负载端出现脉冲电流。为了使出现的脉冲电流能够保持稳定状态，直流电源的输出端必需足够平滑，故在交流供电输入端使用大容量电容进行滤波，但是大容量电容的使用使得输入功率因数低，对电网谐波电流影响较大。同时串接的电子开关需承受较大峰值电流，因此必须采用参数余量较大的昂贵开关器件才能保证脉冲输出的可靠性，不可避免地增大了电源的制造成本。输出电压电流是通过LC滤波器和电子开关模块才输出到负载上，电子开关模块承载整体的电能量，所以耗材多发热量大，电子开关模块在大电流下易损坏，成本高且故障率高，使得直流电源的制造成本进一步加大。

发明内容

本发明的目的在于为了解决以上的不足，设计了一种脉动电流稳定控制系统，该系统可提供输出电流平均值稳定的脉动电流，其输入功率因数高，对谐波电流影响小，成本低且可靠性强。

为了实现本发明目的所采取的技术方案是：脉动电流稳定控制系统，包括依次连接的整流电路模块、滤波电路模块、高频逆变转换模块、高频变压器和高频整流电路；所述整流电路模块用于将交流输入电转换为直流电；所述滤波电路模块的输入端与所述整流电路模块的输出端连接，将所述直流电中的杂波滤除；所述高频逆变转换模块的输入端与所述滤波电路模块的输出端连接，高频逆变转换模块的输出端与所述高频变压器连接，经滤波后的直流电依次通过所述高频逆变转换模块和高频变压器后转变为高频交流方波电压；所述高频交流方波电压经过所述高频整流电路后转变为脉冲波形电压；还包括脉冲宽度调制模块，所述脉冲宽度调制模块的输入端与所述高频整流电路的输出端连接，所述脉冲宽度调制模块的输出端与所述高频逆变转换模块连接，在所述高频逆变转换模块和高频整流电路之间形成控制环路，通过所述脉冲宽度调制模块控制高频逆变转换模块的开关管工作占空比，从而在高频整流电路的输出端形成稳定的脉动电流。

优选的，所述脉冲宽度调制模块包括依次连接的传感器、RC积分滤波电路、比较器和脉宽控制单元；所述传感器一端与高频整流电路的输出端连接，传感器另一端与所述RC积分滤波电路串联，脉宽控制单元的输出端与所述高频逆变转换模块连接；

所述传感器对高频整流电路的高频输出电流进行取样，将所述高频输出电流转换为高频电压，并发送至所述RC积分滤波电路，所述高频电压被转变为平滑直流电压，然后经所述比较器反馈至所述脉宽控制单元，所述脉宽控制单元输出高频驱动控制波形以驱动高频逆变转换模块的开关管工作占空比。

优选的，所述传感器为分流器或者霍尔传感器。

优选的，所述比较器为电压比较器，电压比较器将接收到的所述平滑直流电压与比较器的基准电压比较后输出高电平或低电平。

优选的，所述高频逆变转换模块采用全桥逆变电路拓扑，通过所述脉冲宽度调制模块发送的高频驱动控制波形驱动所述全桥逆变电路拓扑的开关管工作占空比。

优选的，所述高频逆变转换模块采用半桥逆变电路拓扑、反激逆变电路拓扑、正激逆变电路拓扑或推挽逆变电路拓扑的其中一种。

优选的，所述整流电路模块为三相有源整流电路。

优选的，所述整流电路模块为三相全桥整流电路。

优选的，所述滤波电路模块为电解电容滤波电路或者LC滤波电路。

优选的，所述高频整流电路采用全桥整流电路或者全波整流电路。

本发明的有益效果在于：

1、本发明脉动电流稳定控制系统在高频逆变转换模块与高频整流电路输出端之间设置脉冲宽度调制模块，使得在高频逆变转换模块与控制系统的输出端之间形成控制环路，通过脉冲宽度调制模块输出的高频驱动控制波形来驱动高频逆变转换模块中开关管的工作占空比，即可实现在脉动电流控制系统的输出端形成稳定的脉动电流。