[发明专利]一种高精度反馈控制与测量电路

说明书

本发明提供一种高精度反馈控制与测量电路，包括：调整输出电压的电力电子变换器；连接于所述电力电子变换器，用于反馈信号的高精度传感器；用于将反馈信号与参考信号相减的误差计算器；对所述误差信号进行放大的高精度运算放大器；用于进行将所述高精度运算放大器的输出信号转换为数字信号的高精度模数转换器；以及根据所述高精度模数转换器输出信号及所述数字参考信号产生所述电力电子变换单元控制信号的控制器。本发明的测量分辨率及控制精度可达ppm量级，远远高于现有技术中的高精度反馈控制与测量电路；此外，本发明的反馈信号不受限于直流信号，任意波形均可以实现极高的测量分辨率和控制精度。

技术领域

本发明涉及电力电子控制领域，特别是涉及一种高精度反馈控制与测量电路。

背景技术

电力电子技术是21世纪应用最广泛的技术之一，随着电力电子技术在国民经济中的作用不断增强，电力电子技术的发展也非常迅速。因此，对电力电子系统性能、可靠性等要求愈来愈高。

为了能更好的提高电力电子系统的性能和可靠性，在某些电力电子变换器中，需要对电力电子变换器的输出电量进行超高精度的反馈控制，同时，需要实现超高动态范围信号的测量，测量的分辨率甚至需要达到ppm(百万分之一)量级，这是普通的反馈控制与测量电路所无法实现的，也是本领域需要解决的一项技术难题。

现有技术中为了解决这一技术难题，提出了如下图1所示的高精度反馈控制与测量电路1，所述高精度反馈控制与测量电路1包括功率变换器11；连接于所述功率变换器11的高精度传感器12；连接于所述高精度传感器12的高精度运算放大器13；连接于所述高精度运算放大器13的高精度模数转换器14(Analog to Digital Converter，ADC)；连接于所述高精度模数转换器14的加法器15；以及连接于所述加法器15的控制器16。所述高精度传感器12对所述功率变换器11输出信号进行测量并反馈至所述高精度运算放大器13，所述高精度运算放大器13对所述高精度传感器12输出的反馈信号S_fdb进行放大；再送入所述高精度模数转换器14中进行模拟信号到数字信号的转换，然后将数字的反馈信号S_fdb和数字参考信号S_ref相减得到数字误差信号所述数字误差信号在数字域得到；所述控制器16根据所述数字误差信号和数字参考信号S_ref产生控制所述功率变换器11的控制信号，以此达到控制所述功率变换器11的目标。

上述高精度反馈控制与测量电路能大大提高控制精度和测量分辨率，但是仍然存在两个问题：

1、上述高精度反馈控制与测量电路的控制精度和测量分辨率完全依赖于所述高精度ADC的转换精度，而所述高精度ADC的转换精度一般做到16位，因此所述高精度反馈控制与测量电路很难做到ppm量级；就算所述高精度ADC的转换精度再往上提高，分辨率也不高。

2、倘若反馈信号为直流信号，可以在所述高精度运算放大器的同相输入端串联电容，简单的使用AC耦合的方式将偏置滤掉，经过所述高精度运算放大器的放大之后即可以观察到信号的细节，但是，在信号为任意波形的情况下，AC耦合的方法就失去效果了，普适性不高。

因此，如何在提高反馈控制与测量电路的控制精度和测量分辨率的同时，提高反馈控制与测量电路的普适性已成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高精度反馈控制与测量电路，用于解决现有技术中电力电子系统中反馈控制与测量电路的控制精度和测量分辨率低、普适性差等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高精度反馈控制与测量电路，所述高精度反馈控制与测量电路至少包括：

电力电子变换器、高精度传感器、误差计算器、高精度数模转换器、高精度运算放大器、高精度模数转换器以及控制器；