能量回饋型電子負(fù)載的原理介紹

1、.能量回饋型電子負(fù)載的原理介紹Study on the Theory of Energy Recycling Electronic LoadDANG Sanlei, QIU Dongyuan(Electric Power College, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)*;摘要：能量回饋型電子負(fù)載是一種用于各種電源出廠試驗(yàn)的能夠模擬實(shí)際電阻負(fù)載特性的新型電力電子裝置。它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所模擬電阻值的無級(jí)調(diào)節(jié)，并能夠?qū)崿F(xiàn)電能的再生利用，具有節(jié)能、體積小、重量輕、節(jié)省安裝空間、試驗(yàn)性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。本文簡要描述了

2、交直流電子負(fù)載的結(jié)構(gòu)、原理和控制方式，并對(duì)主要影響系統(tǒng)性能的PWM整流器的工作原理和控制方法進(jìn)行了重點(diǎn)分析。關(guān)鍵字：電子負(fù)載，能量回饋，PWM整流器ABSTRACT: The energy recycling electronic load is a new type power electronics instrument that can run with the same function as resistors in the all kinds of power source burn-in test. It can be regarded as a resistor whose v

3、alue can change smoothly. The device saves energy by feeding burn-in test power back to the utility system. It is lighter, smaller and has a better performance in the test than the normal electronic load. This paper describes the structure, principle and control strategy of AC and DC energy recyclin

4、g electronic load briefly. The principle and control strategy of the PWM rectifier are studied in-depth.KEYWORDS: electronic load, energy recycling, PWM rectifier1 引言電子負(fù)載是指能模擬真實(shí)負(fù)載某些特性的電子設(shè)備，它不僅可模擬不同數(shù)值的電阻、電感、電容及它們的組合，而且可模擬非線性負(fù)載的某些特性。電子負(fù)載具有調(diào)節(jié)方便、通用性強(qiáng)、精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是電源試驗(yàn)測試用負(fù)載的發(fā)展方向。電子負(fù)載作為電源測試的重要手段，隨著電源測試集成化

5、、一體化的發(fā)展趨勢，其重要性越發(fā)明顯。能量回饋型電子負(fù)載既能模擬各種負(fù)載特性，又能將電能無污染的回饋電網(wǎng)，是當(dāng)前電子負(fù)載發(fā)展的必然趨勢。與普通電阻負(fù)載相比，它的工作方式是利用電力電子變換技術(shù)在完成測試功率實(shí)驗(yàn)的前提下，將被測電源的輸出能量循環(huán)再生利用，既節(jié)約了能源又不產(chǎn)生大量的熱量，避免了試驗(yàn)場所環(huán)境溫度升高的問題。該電子負(fù)載未將試驗(yàn)功率轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因此不必使用體積龐大的電阻箱及冷卻設(shè)備，節(jié)約了安裝空間。由于采用的是能量回饋的方式，因此試驗(yàn)場所不必配備較大的電源容量，降低了供電容量的成本1。本文分別介紹了交直流電子負(fù)載的結(jié)構(gòu)，工作原理和相應(yīng)的控制方式，并重點(diǎn)分析了PWM整流器的工作原理和不同控

6、制方式的優(yōu)缺點(diǎn)。2 能量回饋型交流電子負(fù)載圖1給出了單相能量回饋型交流電子負(fù)載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，采用具有中間直流環(huán)節(jié)的AC/DC/AC雙級(jí)變換結(jié)構(gòu)，分開控制電子負(fù)載的輸入電流iu、輸出電流ir，并且能使輸入和輸出工作在不同的頻率滿足某些特殊電源測試需要。AC/DC整流單元與DC/AC逆變單元均采用電壓型PWM整流器，前級(jí)整流單元控制被測電源的輸出電流iu，模擬被測電源需要的負(fù)載特性；后級(jí)整流單元控制直流側(cè)電壓Vdc和并網(wǎng)電流ir?？刂粕锨昂蠹?jí)是解耦的，可以分開進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)2。圖1交流電子負(fù)載系統(tǒng)Fig.1 AC electronic load system前級(jí)整流器的功率因數(shù)在-1至1間可調(diào)，后級(jí)

7、逆變器功率因數(shù)一般為-1，被測電源輸出的電能（除去開關(guān)損耗）經(jīng)逆變回饋電網(wǎng)。圖3 能量回饋控制系統(tǒng)Fig.3 Control system of energy feedback unit2.1 負(fù)載特性模擬功能的實(shí)現(xiàn) 圖2 負(fù)載特性模擬控制系統(tǒng)Fig.2 Control system of load characteristic simulation unit圖2給出了負(fù)載特性模擬控制系統(tǒng)圖，其中Pref、Vu和iu分別指模擬負(fù)載的功率、被測電源輸出電壓和被測電源輸出電流，iuref 和iuf分別指被測電源輸出電流控制目標(biāo)值和被測電源輸出電流反饋值。前級(jí)PWM整流的主要目的是模擬阻感負(fù)載特性，

8、并把能量從被測電源傳遞給能量回饋單元。對(duì)于前級(jí)整流單元而言，后級(jí)整流單元相當(dāng)于直流電壓源，只有一個(gè)控制量iu，對(duì)iu進(jìn)行閉環(huán)控制。電子負(fù)載作為被測電源的負(fù)載，要能模擬RL負(fù)載特性，因而圖中移相電路是必需的3。Pref經(jīng)過移相后與Vu通過乘法器產(chǎn)生模擬負(fù)載輸入電流（即被測電源輸出電流）控制目標(biāo)值iuref，iuref再與反饋電流iuf比較生成電流誤差值，誤差值經(jīng)過電流調(diào)節(jié)器和PWM發(fā)生器形成相應(yīng)的PWM脈沖使開關(guān)管開通或關(guān)斷，達(dá)到iu對(duì)iuref快速跟蹤，這樣就實(shí)現(xiàn)了負(fù)載特性的模擬功能。2.2 能量回饋功能的實(shí)現(xiàn)圖3給出了能量回饋系統(tǒng)控制系統(tǒng)圖。后級(jí)整流單元控制直流側(cè)電壓Vdc和并網(wǎng)電流ir，使

9、并網(wǎng)電流正弦化和并保持功率因數(shù)為-1是后級(jí)控制的主要目標(biāo)。如控制系統(tǒng)框圖所示，Vref為直流母線給定電壓，Vdc為直流母線電壓，ir為并網(wǎng)電流，Vs為與電網(wǎng)電壓同相的單位正弦信號(hào)。根據(jù)對(duì)直流母線電壓誤差的比例積分調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)自動(dòng)選取能量流動(dòng)方向，PI調(diào)節(jié)器的輸出與Vs相乘生成的正弦信號(hào)作為并網(wǎng)電流的控制目標(biāo)值，電流目標(biāo)值與反饋值的電流誤差經(jīng)過電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后生成信號(hào)波與載波比較產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。只要選擇合適的控制系統(tǒng)參數(shù)，可維持母線電壓恒定的同時(shí)能量自動(dòng)選取流動(dòng)方向做到了能量平衡，網(wǎng)側(cè)電流可為與電網(wǎng)同相或反相的正弦波形且THD很小2。反饋電流和電壓通過高頻噪聲濾波和凹槽濾波器可以進(jìn)一步減少諧波含

10、量4，改善電子負(fù)載的性能。2.3 電壓型PWM整流器交流電子負(fù)載中的負(fù)載特性模擬和能量回饋兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)都依賴于電壓型PWM整流器，因而選擇合適的PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和相應(yīng)有效的控制方式?jīng)Q定了電子負(fù)載的性能。PWM整流器是應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM）發(fā)展起來的一種新型電源變流器，既可以將電網(wǎng)輸入的交流整流為輸出的直流，也可方便地將直流逆變?yōu)榻涣鳎仞伒诫娋W(wǎng)中去，因而PWM整流器也被稱為脈沖變流器或四象限變流器。目前，應(yīng)用最為廣泛的是電壓型橋式變流器，三相電壓型PWM整流器即是其中的一種，交流電子負(fù)載的負(fù)載特性模擬單元與能量回饋單元，直流電子負(fù)載的逆變部分都采用這種整流器。對(duì)于此類電壓型橋式電路的

11、分析，應(yīng)當(dāng)從其基本的組成單元半橋單元入手。由三相電壓型PWM整流器三相電壓的對(duì)稱性可以知道，直流側(cè)中點(diǎn)電位與電網(wǎng)中線等電位。以此電位為參考地電位，理想情況下三相電壓型PWM整流器半橋單元的理想拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。若以正弦脈寬調(diào)制規(guī)律控制開關(guān)S1、S2，可在A點(diǎn)得到基波為正弦波的脈寬調(diào)制波Us，其基波幅值： (1)a為調(diào)制比，相位和頻率都可以控制。如果控制的頻率與網(wǎng)壓頻率相同，則可以得到如下電壓矢量關(guān)系式： (2) 對(duì)應(yīng)的電壓矢量圖如圖4所示。圖中可以看出，調(diào)節(jié)的幅值和相角可使在四個(gè)象限內(nèi)隨意變化。圖中給出和兩種情況，相應(yīng)得到的和各在II、IV象限，對(duì)應(yīng)于整流和逆變兩種狀態(tài)。對(duì)于電子負(fù)載能量回饋

12、環(huán)節(jié)來說，三相電壓型脈沖整流器應(yīng)工作在有源逆變的狀態(tài)，且其功率因數(shù)應(yīng)為-1.0，以保證不對(duì)電網(wǎng)造成污染，而對(duì)交流電子負(fù)載的負(fù)載特性模擬環(huán)節(jié)，相電壓型脈沖整流器應(yīng)工作在有整流狀態(tài)，且其功率因數(shù)應(yīng)為-1.0至1.0，輸入電壓為正弦波5。控制能量回饋的關(guān)鍵是矢量圖中的，或者通過對(duì)的控制以完成對(duì)的控制，或者直接對(duì)進(jìn)行控制，完成對(duì)交流側(cè)電流、功率因數(shù)的控制，從而實(shí)現(xiàn)各種功能：整流器，逆變器，功率因數(shù)補(bǔ)償器，諧波補(bǔ)償器等等。圖5 滯環(huán)電流控制原理Fig.5 Principle of hysteresis current controlPWM整流器的電流控制既包含幅度控制，又包含相位控制，這些年來，已經(jīng)出現(xiàn)

13、了不少有關(guān)的交流側(cè)電流控制的方法，相位幅度控制（PAC）是一種應(yīng)用較多的方法。該方法基于輸入回路的穩(wěn)態(tài)相量關(guān)系，根據(jù)穩(wěn)態(tài)電流向量的給定、PWM基波電壓向量的幅度與相位，分別予以閉環(huán)控制，進(jìn)而通過SPWM電壓控制實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電流的控制。這種控制方法存在幾個(gè)方面的缺陷，一是對(duì)PWM電壓向量的幅度與相位以兩個(gè)閉環(huán)分別控制，加之通常出于系統(tǒng)穩(wěn)定性的考慮，兩個(gè)閉環(huán)的響應(yīng)速度差別較大，幅度與相位瞬態(tài)響應(yīng)速度不同步，難以保證系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)特性；二是從穩(wěn)態(tài)相量關(guān)系出發(fā)進(jìn)行電流控制，其前提條件是交流電壓源不發(fā)生畸變，而實(shí)際上由于電網(wǎng)內(nèi)阻抗的存在，負(fù)載的變化及各種非線性負(fù)載等擾動(dòng)尤其是在瞬態(tài)過程中，電源波形的畸

14、變會(huì)直接影響著系統(tǒng)控制的效果；三是在用于有源無功補(bǔ)償?shù)那闆r下，由于脈沖整流器交流側(cè)電流源非正弦，相量關(guān)系及SPWM將不再適用。此外有些基于三相坐標(biāo)變換的電流控制方法，往往由于其坐標(biāo)變換給系統(tǒng)控制帶來一定的復(fù)雜性。從這點(diǎn)來講，采用電流控制PWM技術(shù)可以使上述問題得到比較圓滿的解決。諸如電流滯環(huán)控制，和PI電流控制等方法，在電網(wǎng)電壓畸變、電流給定波形非正弦的情況下，可以通過開關(guān)控制使網(wǎng)側(cè)電流基本上跟蹤參考電流的變化。圖4 半橋單元拓?fù)浼半妷菏噶繄DFig.4 Half-bridge unit configuration and voltage vectorgraph滯環(huán)電流控制的突出特點(diǎn)之一是控制簡

15、單，用模擬器件很容易實(shí)現(xiàn)。另外，當(dāng)功率器件的開關(guān)頻率很高時(shí)，響應(yīng)非?？欤⑶覍?duì)負(fù)載及電路參數(shù)的變化很不敏感，不過模擬器件用于系統(tǒng)核心的電流及PWM控制與目前的全數(shù)字化趨勢很不協(xié)調(diào)。此外，這種方法的滯環(huán)寬度固定，而開關(guān)頻率不固定，高低懸殊，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)很窄的脈沖和很大的電流尖峰。因此，采用各種改進(jìn)方法是必要的。PI電流控制方法將反饋電流與給定信號(hào)相比較，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器輸出與載頻三角波比較產(chǎn)生PWM開關(guān)信號(hào)諧波成分遠(yuǎn)比三角波頻率低。一種改進(jìn)的方法是把PI調(diào)節(jié)器置于d-q坐標(biāo)系，這樣所需調(diào)節(jié)的電流為直流量，調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換成為三相正弦信號(hào)，再與三角波比較輸出PWM信號(hào)，但這種方法增加了系

16、統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)算處理的復(fù)雜性，普通的微處理器難以勝任6。小慣性電流跟蹤（SICT）控制是近年來興起的一種特別適合于脈沖整流器的電流控制方法，它集滯環(huán)電流控制的簡單、快速性和PAC、PI電流控制方法的開關(guān)頻率固定特點(diǎn)于一身，不過需要以性能優(yōu)良PWM調(diào)制器作保證。以上幾種電流控制方式各有特點(diǎn)，但由于滯環(huán)電流控制簡單，易實(shí)現(xiàn)，比較多的研究中采用這種方式，同時(shí)通過采用限制最高開關(guān)頻率的方法來避免了由于頻率過高產(chǎn)生的電流尖峰的出現(xiàn)。本文中所有的PWM整流器均采用這種控制方法，下面主要分析滯環(huán)電流控制的原理。工作時(shí)，將正弦電流參考波形與線電流的實(shí)際波形進(jìn)行滯環(huán)比較，比較結(jié)果決定逆變器橋臂上下開關(guān)元件的導(dǎo)通和關(guān)斷

17、，如圖5所示。其基本原理可以簡述如下：設(shè)置滯環(huán)比較器的環(huán)寬為i，i對(duì)應(yīng)著設(shè)定的最大電流偏差，當(dāng)實(shí)際相電流ia比參考電流ia*高i時(shí)，滯環(huán)比較器的輸出使對(duì)應(yīng)的逆變器橋臂上開關(guān)器件截止，下開關(guān)器件導(dǎo)通，迫使電流下降；當(dāng)實(shí)際電流降到比參考電流低i時(shí)，滯環(huán)比較器 的輸出使相應(yīng)逆變橋臂上開關(guān)器件導(dǎo)通，下開關(guān)器件關(guān)斷。如此上下兩開關(guān)反復(fù)通斷，迫使實(shí)際電流在一個(gè)允許的偏差范圍內(nèi)跟蹤參考電流1。3 能量回饋型直流電子負(fù)載圖6給出了能量回饋型直流電子負(fù)載的一般系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。由于待測直流電源一般輸出為低壓直流電，不能直接逆變后并入電網(wǎng)，一般有如圖所示的兩種實(shí)現(xiàn)方案7：1）直流電通過DC/DC變換后得到高壓直流電，再逆

18、變?yōu)榻涣?，如圖6(a)所示；2）直流電直接逆變?yōu)榻涣麟?然后通過變壓器實(shí)現(xiàn)電能的再生利用,如圖6(b)所示。由于第二種方案采用的工頻變壓器體積大，質(zhì)量大，變比大，輸入電流大，不易安裝，而且低壓大電流逆變電路難以實(shí)現(xiàn)，圖6 直流電子負(fù)載結(jié)構(gòu)Fig.6 DC electronic load configuration所以一般采用第一種方案。直流電源要求電子負(fù)載能夠?qū)崿F(xiàn)電流的無級(jí)調(diào)節(jié)，以滿足被試電源對(duì)不同電流值的試驗(yàn)需要，通過控制保持低壓直流側(cè)電流恒定，可以看作電流源，交流側(cè)直接并網(wǎng)，當(dāng)電網(wǎng)電壓不變時(shí)，交流側(cè)可以看作恒壓源，交流電流隨著直流電壓的波動(dòng)而波動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)能量的平衡。其中DC/DC部

19、分要完成將低壓電能變?yōu)榭晒┠孀兤飨嚯娋W(wǎng)輸入能量的高壓，這部分輸入端低壓大電流，輸出高壓小電流，輸入設(shè)計(jì)難度較大。逆變部分要實(shí)現(xiàn)核心任務(wù)，模擬實(shí)際電阻負(fù)載，調(diào)節(jié)輸出電流大小，并且要求無污染的并網(wǎng)。在模擬阻感負(fù)載時(shí)，直流側(cè)電壓Ud恒定，電網(wǎng)電壓在一定范圍內(nèi)恒定，通訊電源輸出電流的大小直接正比于系統(tǒng)所模擬的功率的大小，即正比于交流側(cè)電流的大小，電流的設(shè)定值若按式(3)的給定進(jìn)行控制，則成功地控制了通訊電源輸出電流的大小，即成功地模擬了R、L性質(zhì)的負(fù)載，此時(shí)通過對(duì)R、L值的設(shè)定即可實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬功率的設(shè)定。同樣更為簡單的情況下，模擬純電阻負(fù)載時(shí)，電流設(shè)定值按式(4)的給定取值即可8。 (3) (4)3.1

20、 DC/DC直流變換環(huán)節(jié)直直變換器（DC/DC）部分需要將低壓輸入直流升壓為650V左右的高壓直流以使得產(chǎn)生足夠的高壓，提供給脈沖整流器的直流側(cè)以供逆變之用，并實(shí)現(xiàn)負(fù)載特性模擬6。電路拓?fù)湟话氵x用目前國內(nèi)外直直變換電路中最常用的電路拓?fù)湫问街?全橋變換電路，也是中大功率應(yīng)用場合更是首選拓?fù)?。這主要是考慮它具有功率開關(guān)器件電壓、電流額定值較小，功率變壓器利用率較高等明顯優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)控制方式中反饋的電壓和電流的不同，有電壓控制型PWM和電流控制型PWM。電壓控制型PWM把反饋電壓值和進(jìn)行給定電壓值比較，根據(jù)誤差值來增大或者減小占空比，使輸出電壓和給定電壓一致。而電流控制型PWM控制系統(tǒng)分為峰值電流

21、型和平均電流型兩種，他們檢測并反饋的分別是一個(gè)導(dǎo)通周期（Ton）內(nèi)電流變化的峰值和平均值，工作原理即把反饋值和給定值作比較，根據(jù)比較結(jié)果來確定開關(guān)管的通斷。和電壓控制型比較，電流型控制具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于實(shí)現(xiàn)限流和過流保護(hù)，允許的輸入電壓交流紋波大，多套系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)均流效果好，夠有效的抑制逆變變壓器單向偏磁所引起的飽和問題等優(yōu)點(diǎn)，但是輸出電壓紋波較大。直流電子負(fù)載中負(fù)載特性模擬功能由前級(jí)DC/DC變換部分實(shí)現(xiàn)，其中主要控制的就是電源的輸出電流（即DC/DC變換的輸入電流），因而采用電流控制型PWM更合適，更容易實(shí)現(xiàn)。雖然電流控制型PWM輸出電壓紋波較大，但是電子負(fù)載中的直流母線電壓可以由后級(jí)

22、PWM整流電路控制，可以維持在一個(gè)恒定值。一般全橋DC/DC變換器常采用PWM技術(shù)同時(shí)開通或關(guān)斷斜對(duì)角的一對(duì)開關(guān)管，使其工作在硬開關(guān)方式。這種工作方式隨著工作頻率的上升，開關(guān)損耗成正比上升，使系統(tǒng)效率下降，開關(guān)過程中產(chǎn)生的di/dt和du/dt引起強(qiáng)烈的電磁干擾噪聲，Ldi/dt還會(huì)導(dǎo)致器件過壓。為了避免這種情況的產(chǎn)生，對(duì)開關(guān)管常采用軟開關(guān)技術(shù)，常見的軟開關(guān)技術(shù)有串聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振，串聯(lián)負(fù)載并聯(lián)諧振，準(zhǔn)諧振和多諧振蕩器等，其中串聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振方式應(yīng)用較廣，并有成熟的經(jīng)驗(yàn)。在文獻(xiàn)9中DC/DC采用的全橋軟開關(guān)變換電路通過在壓器副邊并聯(lián)儲(chǔ)能電容C的方法來實(shí)現(xiàn)原電流的復(fù)位，即ZCS，在功率管兩端并聯(lián)諧

23、振容實(shí)現(xiàn)原邊電壓為零，即 ZVS，據(jù)試驗(yàn)表明性能較好。3.2 DC/AC逆變環(huán)節(jié)交直流電子負(fù)載這個(gè)環(huán)節(jié)的功能一樣，可以采用相同的能量回饋方案，即電流控制方式的電壓PWM整流器。3.3 直流電子負(fù)載控制原理前面討論了直直變換器和逆變部分原理，在整個(gè)電子負(fù)載系統(tǒng)中，需要將兩部分與被測電源有機(jī)地結(jié)合在一起，下面對(duì)一種系統(tǒng)控制方案作以論述?？刂品桨笧椋和ㄟ^對(duì)低壓直流輸入電流的設(shè)定，來控制DC/DC給定電流的大小，采用閉環(huán)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測電源的考核電流快速跟蹤。通過對(duì)輸出交流電流的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)高壓側(cè)直流電壓的恒壓控制，并使PWM整流器功率因數(shù)保持為-1實(shí)現(xiàn)能量回饋8。系統(tǒng)控制方框圖如圖7所示：圖7直流電子負(fù)

24、載控制系統(tǒng)Fig.7 Control system of DC electronic load圖中有兩個(gè)閉環(huán)控制回路，對(duì)被測電源輸出電流進(jìn)行電流閉環(huán)控制和對(duì)直直變換器輸出高壓進(jìn)行電壓閉環(huán)控制。1、電流控制環(huán)給定電流IREF為給定電流，由電子負(fù)載用戶設(shè)定所需要模擬的電阻的大小，從而給定電流的幅值，反饋電流為通過磁平衡式電流傳感器反饋的電流信號(hào)，兩者作差，結(jié)果通過PI調(diào)解器的運(yùn)算得到直直變換器的峰值電流給定信號(hào)Id，以提供給電流模式控制電壓型全橋變化器工作的需要。工作原理可以描述為：當(dāng)直流電流給定值大于實(shí)際電流值時(shí)，作差的結(jié)果為i，通過PI調(diào)節(jié)得到累加值，使得Id變大，從而增大直直變換器輸入電流的

25、峰值，即相當(dāng)于直直變換器的輸出電流平均值變大；反之，直流電流給定值小于實(shí)際電流時(shí)，則減小Id，即減小直至變換器的輸入電流，從而達(dá)到恒流的目的。2、電壓控制環(huán)恒壓控制環(huán)是系統(tǒng)的負(fù)載量調(diào)節(jié)部分，通過調(diào)節(jié)負(fù)載電流的大小，來恒定直流側(cè)的電壓，直流電壓的恒定也表示了在高壓直流側(cè)流入的功率和流出的電功率相等，相當(dāng)于通過調(diào)節(jié)負(fù)載電流間接地調(diào)節(jié)了開關(guān)電源輸出電流的大小。其工作原理為：VREF（定值）為直流電壓給定，實(shí)際電壓通過磁平衡式電壓傳感器采樣，兩者的差值通過PI調(diào)解器調(diào)整，結(jié)果作為負(fù)載交流電流的幅值設(shè)定，當(dāng)直流電壓大于給定時(shí)，說明流入直流側(cè)的功率大于流出的功率，DC/DC對(duì)高壓側(cè)支撐電容充電，那么增大負(fù)

26、載電流幅值，即增大流出直流側(cè)的功率，使支撐電容放電，直流側(cè)電壓下降；反之，減小負(fù)載電流值，使直流側(cè)電壓上升，以保持電壓恒定和系統(tǒng)的穩(wěn)定。兩個(gè)閉環(huán)的控制，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載模擬原理，只要設(shè)定負(fù)載電流值IREF，電子負(fù)載系統(tǒng)即可自動(dòng)模擬電阻負(fù)載功能。4 結(jié)束語本文簡要描述和分析了相關(guān)文獻(xiàn)中能量回饋型交直流電子負(fù)載常采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式，可以看出能量回饋型交直流電子負(fù)載一般由負(fù)載特性模擬單元和能量回饋單元兩部分組成。其中前級(jí)控制一般較為簡單，較易實(shí)現(xiàn)，而后級(jí)既要實(shí)現(xiàn)能量的回饋，還要盡量減少并網(wǎng)電流中的諧波含量，控制較為復(fù)雜，是電子負(fù)載的核心關(guān)鍵部分。選擇一種先進(jìn)PWM整流控制方式可以極大地改善電子負(fù)載的各種性能指標(biāo)。理論上PWM整流器完全可以在實(shí)現(xiàn)模擬負(fù)載特性和進(jìn)行能量回饋的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的功率因數(shù)及諧波進(jìn)行一定的