[发明专利]一种串联型有源电力滤波器

说明书

本发明提供一种串联型有源电力滤波器，包括基于Boost拓扑的主功率电路及控制电路，使用电流变压器对有源开关S的电流进行采集，控制电路中存在电压环和电流环两个控制环路，利用乘法器实现电路控制环路的参考基准信号产生，并使用电流合成器来实时计算电感L1电流的平均值，以及使用载波发生器来控制PWM信号的频率。本发明实现平均电流控制的目的，减小了采样过程和后续处理的复杂度，节约成本。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种串联型有源电力滤波器。

背景技术

随着全球能源危机和环境污染的日益严重，人们对电网损耗的降低和能效的提升越来越重视。另一方面，现代社会中电子设备和电气装置使用越来越多，电网面对的非线性负载与日俱增。这些非线性拉低了线路功率因数，使得无功需求和线路损耗大大增加，同时会对邻近负载产生电磁干扰及使得配电变压器过热。为了缓解这些问题，各国纷纷发展了有源电力滤波器这一装置。从与电网和负载连接形式这一角度来看，有源电力滤波器通常分为并联型和串联型。其中，并联型一般适用于电流刚性的感型负载，而串联型则通常用于电压刚性的容性负载。

串联型有源电力滤波器通过一定的控制使得线路电流与电压同相位，同时含有尽量少的谐波分量。在对其进行控制时，通常采用峰值电流模式和平均电流模式。峰值电流模式相对简单，只需采样部分电感电流即可。但是，这种控制方式存在峰值与均值之间的误差，精度不高。尤其当有源电力滤波器处于轻载或过零状态时，畸变较为严重。对于平均电流模式而言，通常需要采样整个电感电流或者分别采样有源开关和无源开关的电流并将它们进行组合，较为复杂。同时，需要使用两个误差放大器分别对电压误差和电流误差进行处理。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种串联型有源电力滤波器，实现平均电流控制提高精度,减小了采样过程和后续处理的复杂度，解决现有技术中存在峰值与均值之间的误差大，精度不高的技术问题。

本发明实施例提供一种串联型有源电力滤波器，包括：

主功率电路，用于对输入源的市电进行整流得到第二电压，向控制电路输出所述第二电压；对所述第二电压进行升压处理得到第一电压，向所述控制电路输出第一电压及有源功率开关S的电流信号；

控制电路，用于对输入的所述第一电压进行降压处理生成第一分压信号；对第一分压信号进行误差补偿处理，生成第一输出信号；用于对输入的所述第二电压进行降压处理生成第二分压信号，采集所述第二电压的包络生成正弦包络信号；将所述正弦包络信号与所述第一输出信号进行运算，得出参考电流信号；对有源功率开关的电流信号与所述第一分压信号、所述第二分压信号以及所述有源功率开关的开关周期的导通时间信号进行计算，得到输出电流信号；根据所述输出电流信号与所述参考电流信号生成脉冲宽度调制信号，通过所述脉冲宽度调制信号对所述主功率电路内的有源功率开关S进行驱动。

优选的，所述主功率电路包括：

桥堆，用于对输入源的市电电压进行整流得到第二电压，向Boost升压转换器及所述控制电路输出第二电压；

Boost升压转换器，用于对所述桥堆输入的第二电压进行升压处理得到第一电压，向所述控制电路输出第一电压及有源功率开关的电流信号。

优选的，所述桥堆包括：

第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4；所述第一二极管D1的阳极、所述第三二极管D3的阴极与市电火线相连；所述第二二极管D2的阳极、所述第四二极管D4的阴极与市电零线相连；所述第一二极管D1的阴极与所述第二二极管D2的阴极相连，所述第三二极管D3的阳极与所述第四二极管D4的阳极相连。

优选的，所述Boost升压转换器包括：