本实用新型涉及功率放大领域，尤其涉及电动振动台的功率放大器、功率控制系统。
背景技术：
随着航天航空、汽车电子行业的快速发展，各种用于模拟设备运行工况的测试设备愈来愈急需。振动台试验作为模拟振动试验环境、检验设备可靠性及部件强度的一种有效手段，己经被广泛应用于设备的性能和强度鉴定中。传统的电动测试台以Si材料的MOSFET作为功率器件，有功耗高，效率低，器件发热严重，可靠性低等缺陷。新一代的基于IGBT作为功率器件的电动振动台的功率放大器在可靠性上有了很大提高，但由于器件的开关频率低，导致功率放大器的输出截止频率低，高频波形畸变严重。同时针对不同功率的振动台，需要多种功率等级的功率放大器，使得设计周期长。因此需要一种高可靠性、高效率、模块化的电动振动台的功率放大器。
技术实现要素：
为了解决上述技术缺陷，本实用新型提供一种电动振动台的功率放大器、功率控制系统及方法。具体的，本实用新型的技术方案如下：
第一方面，本实用新型公开了一种电动振动台的功率放大器，包括：依次电连接的第一供电电路、PWM整流电路、第二供电电路、PWM逆变电路、及滤波电路；所述电动振动台的功率放大器还包括：控制电路，及分别与所述控制电路电连接的采样电路、及驱动电路；所述控制电路还与所述第一供电电路电连接；所述驱动电路分别与所述PWM逆变电路、PWM整流电路电连接；所述采样电路分别与所述PWM整流电路、所述PWM逆变电路电连接；其中：三相交流电通过所述第一供电电路进行滤波处理，所述PWM整流电路进行整流处理后输出稳定的直流母线电压给所述第二供电电路；所述第二供电电路将所述稳定的直流母线电压提供给所述PWM逆变电路，所述PWM逆变电路将所述稳定的直流母线电压逆变为稳定的交流电流，并通过所述滤波电路对所述稳定的交流电流进行高频滤波处理后提供给所述电动振动台；所述控制电路根据所述采样电路采集的所述PWM整流电路输出的母线电压，通过所述驱动电路控制所述PWM整流电路的开关管的通断，使得所述PWM整流电路输出稳定的直流母线电压；所述控制电路还根据所述采样电路采集的所述PWM逆变电路输出的交流电流，从而通过所述驱动电路控制所述PWM逆变电路的开关管的通断，使得所述PWM逆变电路输出稳定的交流电流。
优选的，所述第一供电电路包括：一个EMC滤波器、三个交流电感及两组选择电路，所述选择电路由一个限流电阻与一个交流接触器并联构成；所述EMC滤波器的三相交流输出端中，一相交流输出端与一个交流电感电连接后接入所述PWM整流电路；剩余两相交流输出端中，每相交流输出端均依次与一个交流电感、一组选择电路电连接后接入所述PWM整流电路；所述第二供电电路至少包括一组电容，为所述PWM逆变电路提供稳定的直流电源。
优选的，所述PWM整流电路为SiC整流器，所述SiC整流器包括三个半桥单元，每个所述半桥单元包括一个第一MOS管和一个第二MOS管，每个所述第一MOS管和每个所述第二MOS管均反接一个二极管；所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的漏极并连接所述第一供电电路输出的三相电流中的一相；所述三个半桥单元的第一MOS管的漏极互相连接作为SiC整流器的正极输出端，所述三个半桥单元的第二MOS管的源极互相连接作为SiC整流器的负极输出端。
优选的，所述PWM逆变电路为SiC逆变器，所述SiC逆变器包括两个逆变单元，每个所述逆变单元包括一个第三MOS管和一个第四MOS管；每个所述第三MOS管和每个所述第四MOS管均反接一个二极管；所述第三MOS管的源极连接所述第四MOS管的漏极并作为所述SiC逆变器的一个输出端；所述两个逆变单元的第三MOS管的漏极互相连接与所述第二供电电路的正极输出端电连接；所述两个逆变单元的第四MOS管的源极互相连接与所述第二供电电路的负极输出端电连接。
优选的，所述采样电路包括：第一采样子电路，用于采集所述第一供电电路输出给所述PWM整流电路的三相交流电；第二采样子电路，用于采集所述PWM整流电路输出端的直流母线电压；第三采样子电路，用于采集所述PWM逆变电路输出的交流电流；第四采样子电路，用于采集所述PWM整流电路输出的直流母线电流。
优选的，所述控制电路包括：第一控制器及通过CAN总线连接的第二控制器；其中：所述第一控制器，分别与所述第一采样子电路、第二采样子电路、及第一供电电路电连接；所述第二控制器，分别与所述第三采样子电路、第四采样子电路电连接。
优选的，所述PWM整流电路或所述PWM逆变电路中的每个MOS管均配置一个驱动子电路；所述驱动子电路包括：第一驱动芯片、第二驱动芯片及一触发芯片，其中：所述第一驱动芯片的输入管脚IN+，接收所述控制电路的PWM控制信号；所述控制电路输出的故障信号通过一电阻与一三极管的基极电连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述第一驱动芯片的输入管脚IN+电连接；所述触发芯片的输入管脚A与所述第一驱动芯片的故障输出端/RDY电连接；所述触发芯片的输出管脚Y与一个二极管的负极端电连接，所述二极管的正极端通过一电阻与5V的供电电源电连接；所述第二驱动芯片的输入端IN与所述第一驱动芯片的输出端OUT电连接，用于将所述第二驱动芯片输出的驱动电流进行放大，所述第二驱动芯片的输出端OUT输出的驱动信号用于驱动所述驱动子电路对应的MOS管。
第二方面，本实用新型还公开了一种电动振动台的功率控制系统，包括若干并联的本实用新型所述的电动振动台的功率放大器、振动台控制器及总控芯片；其中：所述振动台控制器通过CAN总线与所述总控芯片连接；所述总控芯片及各并联的功率放大器通过CAN总线连接。
本实用新型至少包括以下一项有益效果：
(1)本实用新型的功率放大器是闭环环路，通过采样电路获得相应位置的电压、电流，从而分别实现对PWM整流电路及PWM逆变电路的调节控制，控制精度高，各种保护功能齐全，使得功率放大器具有高可靠性和高精度。
(2)本实用新型的电动振动台的功率放大器相比于传统的电动振动台的功率放大器，本实用新型采用的是SiC的功率器件，传统的采用的是Si材料的MOSFET或IGBT，而本实用新型则是采用SiC材料，SiC器件具有更高的开关频率，更低的损耗和更好的导通关断特性，可以使功率放大器效率更高，更好的输出波形，更高的输出频率。
(3)本实用新型的功率放大器，是一种基于SiC器件的模块化高效率宽频带电动振动台的功率放大器，其中，功率放大器的驱动电路部分也是采用最新的SiC驱动设计技术，使得每个功率器件都能实现实时短路保护，并且每个功率器件都具有硬件过流保护，确保器件的热可靠性。同时母线电压建立过程功率器件不使能，避免了传统功率放大器的低可靠性和使用寿命短的弊端，使得功率放大器具有高可靠性。
(4)本实用新型的功率放大器中各电路可以集成为各单个模块实现，同时，该功率放大器也可以单独集成为一个功率放大模块，当需要提供较大振动功率时，则可采用并联若干该功率放大模块实现，方便快捷。
(5)本实用新型的电动振动台的功率控制系统可以实现多个功率放大器并联使用，在总控芯片的作用下，可以使等效的开关频率提高至原有频率的N倍(N等于功率放大器数量)，使得大功率电动振动台具有更好的性能。而且，通过总控芯片可以使得并联的各功率放大器间电流均流、输出相位可控，各功率放大器可以共同输出，满足大功率输出要求。
(6)本实用新型的功率放大器、振动台控制器、及总控芯片之间使用CAN总线传输电流参考指令，提高了控制稳定性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型电动振动台的功率放大器的实施例的框图；
图2为本实用新型中第一供电电路的电路连接图；
图3为本实用新型电动振动台的功率放大器的另一实施例的示意图；
图4为本实用新型中驱动子电路的电路连接示意图；
图5为本实用新型电动振动台的功率放大器的另一实施例的连接示意图；
图6为本实用新型电动振动台的功率控制系统的实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型公开了一种电动振动台的功率放大器，实施例如图1所示，包括：依次电连接的第一供电电路100、PWM整流电路200、第二供电电路300、PWM逆变电路400、及滤波电路500；所述电动振动台的功率放大器1000还包括：控制电路600，及分别与所述控制电路600电连接的采样电路700、及驱动电路800；所述控制电路600还与所述第一供电电路100电连接；所述驱动电路800分别与所述PWM逆变电路400、PWM整流电路200电连接；所述采样电路700分别与所述PWM整流电路200、所述PWM逆变电路400电连接；其中：
三相交流电通过所述第一供电电路100进行滤波处理，所述PWM整流电路200进行整流处理后输出稳定的直流母线电压给所述第二供电电路300；所述第二供电电路300将所述稳定的直流母线电压提供给所述PWM逆变电路400，所述PWM逆变电路400将所述稳定的直流母线电压逆变为稳定的交流电流，并通过所述滤波电路500对所述稳定的交流电流进行高频滤波处理后提供给所述电动振动台2000；所述控制电路600根据所述采样电路700采集的所述PWM整流电路200输出的母线电压，通过所述驱动电路800控制所述PWM整流电路200的开关管的通断，使得所述PWM整流电路200输出稳定的直流母线电压；所述控制电路600还根据所述采样电路700采集的所述PWM逆变电路400输出的交流电流，从而通过所述驱动电路800控制所述PWM逆变电路400的开关管的通断，使得所述PWM逆变电路400输出稳定的交流电流。
上述实施例中的电动振动台的功率放大器1000，是由第一供电电路100、PWM整流电路200、第二供电电路300、PWM逆变电路400、滤波电路500、采样电路700、控制电路600及驱动电路800组成的模块化高功率高效率宽频带功率放大器。
下面我们具体讲讲各电路部分：
(1)第一供电电路，如图2所示，所述第一供电电路包括：一个EMC滤波器、三个交流电感及两组选择电路，所述选择电路由一个限流电阻与一个交流接触器并联构成；所述EMC滤波器的三相交流输出端中，一相交流输出端与一个交流电感电连接后接入所述PWM整流电路；剩余两相交流输出端中，每相交流输出端均依次与一个交流电感、一组选择电路电连接后接入所述PWM整流电路。
第一供电电路启动后，三相交流电流输入至第一供电电路的EMC滤波器进行滤波，然后经交流电感进一步滤波后，再通过限流电阻(交流接触器断开，)进行限流后输出给PWM整流电路，进而给第二供电电路进行充电，直至第二供电电路的充电电压达到第一预设值的时候(比如450V)，控制电路才控制第一供电电路中的交流接触器闭合，此时三相交流电经滤波后不再通过限流电阻，滤波后的三相电流直接输入给了PWM整流电路，且控制电路控制整流电路开始整流，使得整流电路输出稳定的直流母线电压。
(2)第二供电电路，如图3所示，所述第二供电电路300至少包括一组电容，为所述PWM逆变电路400提供稳定的直流电源。该一组电容里包含若干串联的电容。
第二供电电路中的电容可以是极性电容，也可以是非极性电容，较佳的，选用两个薄膜电容串联作为第二供电电路的一组电容，薄膜电容具有无极性，绝缘阻抗很高，频率特性优异(频率响应宽广)，而且介质损失很小的优点。
(3)PWM整流电路，如图3所示，所述PWM整流电路200为SiC整流器，所述SiC整流器包括三个半桥单元，每个所述半桥单元包括一个第一MOS管(Q1、Q3、及Q5均为第一MOS管)和一个第二MOS管(Q2、Q4、及Q6均为第二MOS管)，每个所述第一MOS管和每个所述第二MOS管均反接一个二极管；所述第一MOS管的源极连接所述第二MOS管的漏极并连接所述第一供电电路输出的三相电流中的一相；该二极管的正极端与MOS管的源极电连接，该二极管的负极端与MOS管的漏极电连接；所述三个半桥单元的第一MOS管的漏极互相连接作为SiC整流器的正极输出端，所述三个半桥单元的第二MOS管的源极互相连接作为SiC整流器的负极输出端。
本实施例中，采用的是SiC的PWM整流器，相比于传统的采用的Si材料的MOSFET或者IGBT，SiC器件具有更高的开关频率、更低的损耗和更好的导通管断特性，可以使得功率放大器效率更高。SiC的PWM整流器可以是封装好的整流模块，也可以是未封装的，具体的，SiC的PWM整流器里的各元器件采用SiC材料制成。
(4)PWM逆变电路，同样的，如图3所示，所述PWM逆变电路400为SiC逆变器，所述SiC逆变器包括两个逆变单元，每个所述逆变单元包括一个第三MOS管(Q7和Q9均为第三MOS管)和一个第四MOS管(Q8和Q10均为第四MOS管)；每个所述第三MOS管和每个所述第四MOS管均反接一个二极管；所述第三MOS管的源极连接所述第四MOS管的漏极并作为所述SiC逆变器的一个输出端；所述两个逆变单元的第三MOS管的漏极互相连接与所述第二供电电路的正极输出端即P端电连接；所述两个逆变单元的第四MOS管的源极互相连接与所述第二供电电路的负极输出端即N端电连接。
上述实施例中采用了SiC功率器件(SiC整流器、SiC逆变器)，较佳的，采用德国英飞凌最新SiC功率模块，使得功率放大器具有高效率高功率密度的特性。且SiC整流器和SiC逆变器采用了多个SiC的MOS管元器件交错控制的方法，可以提高功率放大器输出频率带宽，使得其具有宽频带输出的特征。
(5)采样电路，所述采样电路包括：第一采样子电路，即图3中的输入电流采样；用于采集所述第一供电电路输出给所述PWM整流电路的三相交流电；第二采样子电路，用于采集所述PWM整流电路输出端的直流母线电压，即图中的母线电压采样；第三采样子电路，用于采集所述PWM逆变电路输出的交流电流，即图中输出电流采样；第四采样子电路，用于采集所述PWM整流电路输出的直流母线电流，即图中母线电流采样。
采样电路采集相应位置的电压、电流，并提供给控制电路，便于控制电路根据采样电路采集的电压、电流控制PWM整流电路及PWM逆变电路，实现闭环控制。
(6)控制电路，如图3所示，所述控制电路包括：第一控制器610及通过CAN总线连接的第二控制器620；其中：所述第一控制器，分别与所述第一采样子电路(即输入电流采样)、第二采样子电路(即母线电压采样)、及第一供电电路电连接；该第一控制器用于通过CAN总线接收振动台控制器传输给定的PWM整流电路所需输出的参考母线电压值，及所述PWM逆变电路所需输出的参考交流电流值；所述第一控制器将所述PWM逆变电路所需输出的交流电流值通过CAN总线传输给第二控制器，且：
第一控制器：
所述第一控制器根据所述第一采样电路采集的三相交流电，判断所述三相交流电的电压、电流的相位是否一致；当判定所述三相交流电的电压、电流相位不一致时，所述第一控制器控制所述第一供电电路输出相位一致的三相交流电；
当所述第二采样电路采集到的所述PWM整流电路输出端的直流母线电压达到第一预设电压值时，所述第一控制器控制所述第一供电电路中的选择电路的交流接触器吸合，并通过所述驱动电路驱动所述PWM整流电路进行整流工作；当所述第二采样电路采集到的所述直流母线电压值达到第二预设电压值时，所述第一控制器向所述第二控制器发送逆变启动指令，以便所述第二控制器通过所述驱动电路驱动所述PWM逆变电路启动工作；
所述第一控制器，还用于根据所述第二采样电路采集的直流母线电压，结合所述PWM整流电路所需输出的参考母线电压值，通过所述驱动电路驱动所述PWM整流电路的开关管的通断，控制所述PWM整流电路输出稳定的参考母线电压。
第二控制器：
所述第二控制器，分别与所述第三采样子电路(即输出电流采样)、第四采样子电路(即母线电流采样)电连接；其中：所述第二控制器接收到所述第一控制器传输的所述PWM逆变电路所需输出的参考交流电流值；且所述第二控制器在接收到所述第一控制器的逆变启动指令后，通过所述驱动电路驱动所述PWM逆变电路启动工作；
所述第二控制器根据所述第四采样子电路采集的所述PWM整流电路输出的直流母线电流，判断所述直流母线电流是否大于预设的直流电流保护阈值，若是，则通过所述驱动电路控制所述PWM逆变电路停止工作；
所述第二控制器，还用于根据所述PWM逆变电路所需输出的参考交流电流值，结合所述第三采样子电路采集的所述PWM逆变电路输出的交流电流值，通过所述驱动电路驱动所述PWM逆变电路的开关管的通断，控制所述PWM逆变电路输出稳定的参考交流电流；
所述第二控制器，还用于判断所述第三采样子电路采集的所述PWM逆变电路输出的交流电流值是否大于预设的交流电流保护阈值，若是，则通过所述驱动电路控制所述PWM逆变电路停止工作。
上述的第一控制器和第二控制器均包括一控制芯片，第一控制器用来控制PWM整流电路及其它各模块的工作；第二控制芯片主要用来控制PWM逆变电路的工作。具体的：三相交流电输入给第一供电电路后，第一供电电路通过EMC滤波器及交流电感滤波后，再通过选择电路中的限流电阻(交流接触器断开，未闭合)限流，然后限流后的三相交流电分别通过PWM整流电路中相应的半桥单元的二极管后给第二供电电路的一组电容进行充电；第二采样子电路对PWM整流电路的输出端进行电压采样，即对第二供电电路的电容组的充电电压进行采样，当采集到第二供电电路的电容组充电电压达到450V后，第一控制器控制第一供电电路中的交流接触器闭合，则经EMC滤波器及交流电感滤波后的电流直接输出给PWM整流电路，此外，第一控制器还通过驱动电路驱动PWM整流电路开始整流，同时第一控制器还根据第二采样子电路采集的PWM整流电路输出的直流母线电压，通过驱动电路控制PWM整流电路输出稳定的直流母线电压；当第二采样子电路采集到PWM整流电路输出的直流母线电压稳定输出650V时，第一控制器通知第二控制器启动PWM逆变电路进行逆变工作。PWM逆变电路将650V的直流电压逆变输出电动振动台所需的正弦交流电流。
(7)驱动电路，驱动电路包含了若干驱动子电路，其中，所述PWM整流电路或所述PWM逆变电路中的每个MOS管均配置一个驱动子电路；所述驱动子电路，如图4所示，包括：第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2及一触发芯片U13，其中：
所述第一驱动芯片U1的输入管脚IN+，接收所述控制电路的PWM控制信号；所述控制电路输出的故障信号通过一电阻与一三极管的基极电连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述第一驱动芯片U1的输入管脚IN+电连接；所述触发芯片U13的输入管脚A与所述第一驱动芯片U1的故障输出端/RDY电连接；所述触发芯片U13的输出管脚Y与一个二极管的负极端电连接，所述二极管的正极端通过一电阻与5V的供电电源电连接；所述第二驱动芯片U2的输入端IN与所述第一驱动芯片U1的输出端OUT电连接，用于将所述第二驱动芯片U2输出的驱动电流进行放大，所述第二驱动芯片U2的输出端OUT输出的驱动信号用于驱动所述驱动子电路对应的MOS管。PWM整流电路或PWM逆变电路中的每个MOS管的漏极均与与之对应的驱动子电路中的输出端VCC_UP_A电连接，该MOS管的栅极与该驱动子电路中的输出端G_UP_A电连接，该MOS管的源极与该驱动子电路的输出端VE_UP_A电连接。该驱动子电路根据控制电路下发的PWM控制信号，控制相应的MOS管的通断。具体的，上述第一驱动芯片U1的各管脚中，管脚Vcc2：芯片的输出级，接正电源端；管脚GND2：输出极参考地；管脚DESAT：短路检测端；管脚OUT：驱动芯片输出端；管脚IN+，IN-：PWM信号输入端；管脚/FLT，/RDY：芯片故障状态输出端；管脚/RST：驱动芯片复位端：逻辑输入使能控制端，低电平时，单片机输入IN+、IN-的PWM控制信号无效；管脚Vcc1：输入级的+5V电源供应端；管脚GND1：输入级的信号地。
(8)滤波电路，所述滤波电路500的输入端与PWM逆变电路400的输出端电连接，用于对所述PWM逆变电路400输出的交流电路进行滤波，所述滤波电路500的输出端与电动振动台电连接，用于将滤波后的交流电流提供给电动振动台。该滤波电路同样可通过EMC滤波器或其它滤波方式实现，本实施例不做限制。
较佳的，本实施例的驱动电路中各驱动子电路采用SiC驱动，SiC驱动作为一种新型数字驱动，以FPGA为PWM驱动芯片，利用SHUNT电阻(分流电阻，用于电流采样)实时采样输出芯片电流，且将电流信号通过AD芯片反馈给FPGA，实现动态的输出电流保护，该方法可以解决SiC短路无法保护的问题，解决了振动台功放输出短路问题。
本实用新型电动振动台的功率放大器的另一实施例，如图5所示，基于SiC器件的模块化高效率宽频带电动振动台的功率放大器，包括第一供电电路、PWM整流器、第二供电电路、PWM逆变器(全桥逆变电路)、滤波电路、采样电路、驱动电路(图中未示出，可参见前面实施例部分对驱动电路描述)、整流和多模块并联控制(即第一控制器)、逆变控制(即第二控制器)组成。其中PWM整流器和PWM逆变器都是采用最新技术的SiC功率器件。
AC380V的三相交流接入交流预充电电路，预充电电路连接PWM整流电流，当预充电电路中大阻值的限流电阻将母线电容充电至450V时，交流接触器吸合，PWM整流电路开始工作。PWM整流器由三相半桥组成，通过控制电感电流和母线电容电压实现母线电压控制和功率控制。PWM整流电路后接全桥逆变电路，全桥逆变电路将650V的直流电压逆变输出电动振动台振动所需的正弦交流电流。由于电动振动台是由直流励磁线圈和交流安培力动圈组成，磁感应强度：
其中u为磁导率，N为线圈匝数，I为励磁电流，Le为有效磁链长度。动圈的安培力表达式为：
F＝BIL 式2
其中I为线圈通电电流，L为动圈磁链长度。这样可以求得动圈的加速度方程为：
m为动圈和被测物质量，g为重力加速度。由于电动振动台的工作工况为中性点上下振动，则电动振动台有偏置电流：
电动振动台的工况与功率放大器的输出电流息息相关，若电动振动台加速度为正弦信号，则：
a＝Asinwt 式5
其中A为加速度幅值，w为信号变化角速度。此时功率放大器输出电流为：
为了保证高可靠性，功率放大器的电流给定由电动振动台控制器通过CAN总线给到单模块输出幅值频率控制器，然后通过输出电流采样电路采样功率放大器的电流，这样形成闭环控制。
SiC功率模块的驱动电路采用智能驱动，使用FPGA芯片管理整个驱动电路，驱动电路具有死区时间调节、短路保护、过温保护、故障锁存、PWM控制信号抗扰、系统电压建立过程封锁驱动的功率，驱动芯片采用德国英飞凌的高性能驱动芯片，使得驱动的导通关断更加合理快速可靠，进一步降低SiC器件的损耗。整个驱动电路采用数字化处理，避免了模拟芯片的不稳定状态导致的功率器件损坏。
根据德国英飞凌公司提供IGBT和SiC器件的损耗对比，SiC器件使得整机损耗为上一代使用IGBT时的1/3，开关频率提高至80KHz，使得电感体积和损耗下降至上一代产品的1/4，散热器体积下降至上一代产品的1/2，功率密度大大提高。
如图5所示，本实施例的具体的工作过程包括：第一供电电路连接3相380V交流输入，交流接触器处于断开状态，电流通过限流电阻和PWM整流电路的反并联二极管给第二供电电路的直流母线电容充电，当母线电压采样电路检测到母线电压高于450V，此时整流和多模块并联控制器控制第一供电电路中的交流接触器吸合，与此同时，PWM整流器开始工作。整流和多模块并联控制器通过采样电路实时采样三相交流电感电流和母线电压，实现闭环控制。PWM整流器的控制采用电流内环电压外环的控制策略，为了保证母线电压稳定且响应迅速。电流内环采用PID电流环调节，电压外环采用PI控制。PWM整流器做母线电压控制和功率控制。PWM整流器输出稳定的直流母线电压(650V)后，PWM逆变器开始工作，将650V直流母线电压逆变为稳定的交流电流，再经滤波电路滤波后提供给电动振动台。同样，逆变控制也会通过采样电路采集的PWM逆变电路输出的交流电，实现对PWM逆变器的控制调节，具体同样可采用PID电流环调节。具体的，PWM整流器电压外环的主要作用是控制整流器输出直流侧电压，而电流内环的作用主要是按电压外环输出的电流指令进行电流控制。电压控制是将给定电压与直流电压采样比较，误差值输入到PI控制器中，PI控制实现无静差控制，同时可以保证输出电流指令稳定且迅速，电流内环控制通过电压外环控制输出的电流指令与三相交流电流比较，形成的误差值送入电流PID，PID输出信号经过dq反变换形成SVPWM占空比信号，控制SIC功率器件，实现电流无静差控制。同理PWM逆变电路电流控制也是通过比较输出电流和给定电流误差值，经过PID控制器控制逆变侧SIC功率器件的占空比，以达到控制输出电流的目的。
本实施例中功率器件(比如PWM整流电路、PWM逆变电路、驱动芯片等)采用德国英飞凌最新SiC功率模块，使得功率放大器具有高效率高功率密度的特性。第二方面，SiC器件的驱动电路采用最新的技术，使得每个功率器件都同时有实时短路保护和上电功率器件不使能，避免了传统功率放大器的低可靠性和使用寿命短的弊端，使得功率放大器具有高可靠性。此外，单个功率放大器采用多个SiC器件交错控制的方法，可以提高功率放大器输出频率带宽，使得其具有宽频带输出的特征。
基于相同的技术构思，本实用新型还公开了一种电动振动台的功率控制系统，如图6所示，包括若干并联的上述任一实施例所述的电动振动台的功率放大器、振动台控制器及总控芯片；其中：所述振动台控制器通过CAN总线与所述总控芯片连接(图中未示出连接的CAN总线)；所述总控芯片及各并联的功率放大器通过CAN总线连接。
所述振动台控制器获取电动振动台所需的振动功率，并通过CAN总线将所述电动振动台所需的振动功率传输给所述总控芯片；所述总控芯片接收到所述电动振动台所需的振动功率后，根据并联的电动振动台的功率放大器的数量，计算每个电动振动台的功率放大器的参考交流电流值及参考母线电压值；所述总控芯片通过CAN总线将所述电动振动台的功率放大器的参考交流电流值及所述参考母线电压值给定至各电动振动台的功率放大器；以便并联的各振动台功率放大器提供所述电动振动台所需的稳定的交流电流。
在本实用新型提供的电动振动台的功率放大器的基础上，若电动振动台需要的振动功率很大，则可以通过并联若干本实用新型所述的电动振动台的功率放大器来实现。具体的，本实施例所提出的一种基于SiC器件的模块化高效率宽频带电动振动台的功率控制系统可以实现多个功率放大器并联使用，在总控芯片的作用下，可以使等效的开关频率提高至原有频率的N倍(N等于模块数)，使得大功率电动振动台具有更好的性能。
电动振动台控制器接收到电动振动台所需的振动功率(或者电动振动台所需的交流电流值)后，通过CAN总线传输给总控芯片CPU，CPU获得所述电动振动台所需的振动功率(或电动振动台所需的交流电流值)后，根据并联的电动振动台的功率放大器的数量，平均分配每个功率放大器的输出参考交流电流及参考直流母线电压，并将其分配给各功率放大器的控制电路，以便于各功率放大器据此进行工作，从而提供电动振动台所需的交流电流。此外，CPU同时分配各个功率放大器的启动相位角。例如，当有3个功率放大器并联输出时，每个功率放大器的运行频率和输出电流频率幅值相同，启动相角相差120度，形成模块交错输出，这样功率放大器的输出带宽可以更优。
并联在系统中的功率放大器都有独立的控制电路，驱动芯片为高速FPGA，通过PWM脉宽控制实现输出电流的频率和幅值调节。为了稳定控制输出电流，功率放大器的控制采样输出电流，与给定电流形成闭环控制，保证控制精度。
本实施例的电动振动台的功率控制系统是为了方便于更大功率电动振动台的应用，该功率控制系统有一总控芯片，可以使得各功率放大器电流均流、输出相位可控，多个并联的功率放大器可以共同输出，满足大功率输出要求。
通过本实用新型的电动振动台的功率控制系统可以实现对电动振动台的整个功率输出的控制，具体的，控制过程包括：
S100所述振动台控制器获取电动振动台所需的振动功率，并将其通过CAN总线传输给所述总控芯片；
S200所述总控芯片根据所述电动振动台所需的振动功率，结合并联的电动振动台的功率放大器的数量，计算各电动振动台的功率放大器的参考交流电流值及参考母线电压值，并将所述参考交流电流值及所述参考母线电压值通过CAN总线传输给每个电动振动台的功率放大器；
S310所述电动振动台的功率放大器的控制电路根据所述采样电路采集的所述第二供电电路的极性电容的电压值是否达到预设的第一电压值；若是，进入下一步骤；
S320所述控制电路控制所述第一供电电路滤波后的三相交流电直接输出给所述PWM整流电路，所述PWM整流电路在所述控制电路的控制下启动整流工作；
S330所述控制电路通过CAN总线接收所述总控芯片下发的所述参考交流电流值及所述参考母线电压值；
S340所述控制电路根据所述参考母线电压值，通过所述驱动电路控制所述PWM整流电路输出稳定的与所述参考交流电压值一致的直流母线电压；
S350所述控制电路根据所述参考交流母线电流值，通过所述驱动电路控制所述PWM逆变电路输出稳定的与所述参考交流电流值一致的交流电流。
较佳的，上述实施例中步骤S340包括：
S341所述控制电路根据所述采样电路采集的所述PWM整流电路输出的直流母线电流，判断所述直流母线电流是否超过预设的电流保护值，若是进入步骤S342，否则进入步骤S343；
S342所述控制电路输出故障反馈信号，通过所述驱动电路控制所述电动振动台停止工作；
S343所述控制电路根据所述采样电路采集的所述PWM整流电路输出的直流母线电压，结合所述参考母线电压值，通过所述驱动电路控制所述PWM整流电路输出稳定的与所述参考母线电压一致的直流母线电压。
较佳的，上述实施例中步骤S350包括：
S351当所述PWM整流电路输出稳定的与所述参考母线电压一致的直流母线电压时，所述控制电路启动所述PWM逆变电路开始工作；
S352所述控制电路根据所述采样电路采集的所述PWM逆变电路输出的交流电流，结合所述参考交流电流值，控制所述PWM逆变电路输出稳定的与所述参考交流电流值一致的交流电。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。