[发明专利]一种低纹波电解电源及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种低纹波电解电源及控制方法。

背景技术

电解电源是将交流电变换成直流电的一个整流电源，在电解、电镀与电泳等电化学行业中有广泛应用。由于电解电源的直流电压纹波会影响到电子铜箔的厚度以及均匀，故电解电源成为高端电子铜箔与电镀等行业中的关键工艺设备。

现有技术中，对电解电源的研究主要集中在低压大电流电源、电源功率因数、电源谐波污染、电源功率损耗和直流电压纹波抑制方面。有专利申请利用例如功率MOSFET与IGBT等全控型器件构建PWM整流电源和DC/DC变换器等模块可以很好的解决低压大电流问题，从而实现高功率因数、低谐波污染的电解电源，并且利用软开关控制方法和低功率器件还可以有效降低电解电源的功率损耗。电解电源由于采用电子器件会引起电压纹波，现有技术中主要通过(1)增加电解电源前级AC/DC变换器输入端的三相交流电压的脉波数、(2)后级DC/DC变换器中高频变频器变压器绕组的接线方式和(3)提高高频变压器中交流电压的频率从而降低直流输出电压的纹波系数。

但是，第(1)种与第(2)种降低纹波系数方法成本比较高、结构复杂，第(3)种方法则开关损耗较大，提高了开关器件及变压器的要求。

发明内容

本发明的其中一个目的在于提供一种低纹波电解电源及控制方法，以解决现有技术中结构复杂、开关损耗大的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种低纹波电解电源，包括：工频AC/DC变换器、DC/DC变换器和控制器，其中，所述DC/DC变换器还包括DC/AC高频变换单元以及相对应的两个高频AC/DC变换单元，

所述工频AC/DC变换器，用于将工频三相输入电压转换成直流电压；

所述DC/AC高频变换单元，用于将所述直流电压转换成高频交流电压；

所述两个高频AC/DC变换单元，用于将所述高频交流电压转换成直流电压；

所述控制器，用于控制所述DC/AC高频变换单元输出相位角依次均等错开的高频交流电压。

可选地，所述控制器包括第一计算子单元、PI控制子单元、第二计算子单元、电流内环子单元、PWM调制子单元，其中，所述第一计算单元的信号输出端连接所述PI控制子单元的信号输入单元；所述PI控制子单元的信号输出端连接所述第二计算子单元的第一信号输入端；所述第二计算子单元的第二信号输入端连接正弦基准信号，信号输出端连接所述电流内环子单元；所述电流内环子单元的信号输出端连接所述PWM调制子单元的信号输入端，所述PWM调制子单元的信号输出端连接所述DC/AC高频变换单元的控制端；

所述第一计算子单元用于根据基准直流电压与实测直流电压进行比较获取直流电压偏差；

所述PI控制子单元用于根据所述直流电压偏差生成参考直流电压；

所述第二计算子单元用于根据所述参考直流电压与正弦基准信号获取DC/AC高频变换单元参考输出电压；

所述电流内环子单元用于根据DC/AC高频变换单元参考输出电压生成电流控制信号

所述PWM调制子单元，用于根据电流控制信号生成DC/AC高频变换单元的控制信号。

可选地，还包括正弦基准信号产生单元，用于根据设定值生成相位角依次均等错开的正弦基准信号。

可选地，所述DC/AC高频变换单元包括第一晶体管～第四晶体管和第一二极管～第四二极管；其中，

第一晶体管的集电极连接工频AC/DC变换器的第一输出端，发射极连接第二晶体管的集电极，基极连接控制器的第一输出端，

第二晶体管的发射极连接工频AC/DC变换器的第二输出端，基极连接控制器的第二输出端；

第三晶体管的集电极连接工频AC/DC变换器的第一输出端，发射极连接第四晶体管的集电极，基极连接控制器的第一输出端；

第四晶体管的发射极连接工频AC/DC变换器的第二输出端，基极连接控制器的第二输出端；

第一二极管的阴极连接第一晶体管的集电极，阳极连接第一晶体管的发射极；

第二二极管的阴极连接第二晶体管的集电极，阳极连接第二晶体管的发射极；

第三二极管的阴极连接第三晶体管的集电极，阳极连接第三晶体管的发射极；

第四二极管的阴极连接第一晶体管的集电极，阳极连接第四晶体管的发射极。

可选地，所述高频AC/DC变换单元包括两个单相高频AC/DC变换子单元；