[发明专利]电声换能系统及其阻抗匹配控制方法

权利要求书

1.一种电声换能系统，其特征在于，包括功率放大器；所述功率放大器与阻抗匹配电路连接；所述阻抗匹配电路接负载。

2.根据权利要求1所述的电声换能系统，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括两个反向并联的晶闸管；所述两个反向并联的晶闸管与电感串联形成串联支路；所述串联支路与电容并联；优选地，所述电容容值C_PF满足：优选地，所述电感感值L_PF满足：f为阻抗匹配电路两端电压v_CPF的频率；V_L表示负载两端的电压v_L的有效值；Q_L(Max)为负载无功功率的最大值，Q_L(Min)为负载无功功率的最小值。

3.根据权利要求1所述的电声换能系统，其特征在于，所述功率放大器控制过程包括：

1)计算功率放大器输出电压v_C与参考电压值v_C^*的误差，经过比例积分微分控制器计算电流参考值i_s^*；

2)计算i_s^*与功率放大器输出电流i_s的误差，将所述误差经过比例积分微分控制器，获得功率放大器需输出电流的参考值；

3)将功率放大器需输出电流的参考值通过PWM调制，输出脉冲触发信号。

4.一种权利要求1～4之一所述电声换能系统的阻抗匹配控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)计算阻抗匹配电路两端电压v_CPF的相角θ与频率f；

2)利用所述相角θ与频率f计算负载瞬时无功功率；

3)基于所述负载瞬时无功功率，计算匹配阻抗，获得阻抗匹配电路中晶闸管的触发角α；

4)比较阻抗匹配电路两端电压v_CPF的相角θ与晶闸管触发角α，得到晶闸管的触发信号；

5)通过触发信号接续触发所述晶闸管，获取负载所需匹配的阻抗值。

5.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1)中，通过宽频带的锁相环计算所述阻抗匹配电路两端电压v_CPF的相角θ与频率f。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述负载瞬时无功功率的计算过程包括：将负载两端的电压v_L、电流i_L进行1/(4f)时长的延迟，得到v_L^D以及i_L^D，通过公式计算得到负载端的瞬时无功功率，其中p_L为瞬时有功功率，q_L为瞬时无功功率。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤3)中，通过公式计算得到阻抗匹配电路需要的等效阻抗X_SVC，所述等效阻抗X_SVC即匹配阻抗；V_CPF和V_L分别表示阻抗匹配电路两端电压v_CPF有效值和负载两端的电压v_L的有效值；Q_SVC和Q_L分别表示阻抗匹配电路容性无功功率和负载的感性无功功率。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤3)中，根据公式预先建立在不同触发角下的阻抗快速查找表，在负载变化时使用阻抗快速查找表，并根据匹配阻抗X_SVC获取晶闸管的触发角α；X_CPF、X_LPF分别为阻抗匹配电路中电容C_PF、电感L_PF的等效阻抗。