[发明专利]具有快速动态响应的大功率脉冲负载电源装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种具有快速动态响应的大功率脉冲负载电源装置及其控制方法，供电电源的交流电经过电源匹配网络整流变换为直流电后向脉冲负载供电，通过储能电容、超级电容、双向Buck/Boost变换器及其控制电路来消除脉冲负载特性，采用双向变换器与超级电容相结合，解决脉冲负载与供电电源的电源适应性问题。本发明可用于负载脉冲频率和功率任意变化的电子对抗设备，且适应任意供电电源系统，其优点是：供电电源的利用率高、适应性强；控制简单可靠以及瞬态响应速度快。

技术领域

本发明涉及脉冲负载电源技术领域，具体为一种具有快速动态响应的大功率脉冲负载电源装置及其控制方法。

背景技术

电子对抗设备输出信号一般呈宽频段、脉冲变化特性，该特性对其发电机供电的稳定性提出了更高的要求。当电子对抗设备的脉冲变化功率容量与发电机输出功率容量的占比超过40%、且脉冲变化频率与发电机闭环调节频率一致时，会引起发电机输出电压幅值不稳定、调制系数超过GJB181的标准规定要求，进而影响电子对抗设备稳定和正常工作。

现有技术是采用在供电系统增加储能电容、电阻、开关和反相器来消除脉冲负载对供电电源的不利影响，储能电容用于吸收电子对抗设备脉冲功率变化斜率，电阻、开关和反相器组成的回路来吸收多余的输出功率，该方案会导致多余的输出功率被电阻耗散掉无法利用，电路效率低，且发热量大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种即可在供电功率大于脉冲负载功率时吸收多余的功率，又可在供电功率小于脉冲负载功率时补充不足的功率，解决了大功率脉冲负载与供电电源的电源适应性问题的具有快速动态响应的大功率脉冲负载电源及其控制方法。技术方案如下：

一种具有快速动态响应的大功率脉冲负载电源，供电电源的交流电经过电源匹配网络整流变换为直流电后向脉冲负载供电，通过储能电容、超级电容、双向Buck/Boost变换器及其控制电路来消除脉冲负载特性；所述储能电容并联于电源匹配网络的输出端，所述双向Buck/Boost变换器包括电感L、开关管S₁和开关管S₂；电感L一端连接直流母线正极，另一端连接开关管S₁的D极，开关管S₁的S极连接到直流母线负极；开关管S₂的D极连接到开关管S₁的D极，开关管S₂的S极连接到超级电容的正极板，超级电容的负极板连接到开关管S₁的S极；开关管S₁和开关管S₂的G极分别连接到控制电路。

进一步的，所述控制电路包括二阶低通滤波器、减法器SU1、减法器SU2、减法器SU3、PI调节器、PWM控制器、比较器、反相器、多路复用器以及驱动电路；

输出电流采样端同时连接到二阶低通滤波器的输入端和减法器SU1的负输入端，二阶低通滤波器的输出端连接到减法器SU1的正输入端，减法器SU1的输出端连接到减法器SU2的正输入端，减法器SU2的负输入端连接到电感电流采样端，减法器SU2的输出端连接PI调节器的输入端；PI调节器的输出端及锯齿波输出端同时连接到PWM控制器的输入端；PWM控制器的输出端一路连接到多路复用器M1，另一路经过反相器后连接到多路复用器M2；