专利名称：具有谐波抑制与稳压功能的电子电路的装置与其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种具有谐波抑制与稳压功能的电子电路的装置与其控制方法，尤指应用于一电子电路中的谐波抑制与稳压的控制方法与装置。
背景技术：
现有的并联处理式不断电系统的电路方块图，如图1所示，主要包括一电能转换器1、一滤波电感L1、一滤波电容C1以及一连结电感(link inductor)L2。所述连结电感L2电连接一输入电源，所述输入电源提供一输入电压Vin与一输入电流iin且所述连结电感L2的另一端电连接所述滤波电感L1的一端。又所述滤波电容C1是电连接所述连结电感L2的另一端与并联处理式不断电系统的一输出端，所述输出端提供一输出电压Vout。所述电能转换器1电连接所述滤波电感L1的另一端，所述电能转换器1提供一电压V1稳定所述输出电压Vout。
现有的并联处理式的不断电系统具有下列缺点(1)为得到稳定的输出电压，则所述连结电感必须足够大，以限制所述输入电流，若连结电感太小，则所述输入电流将会过大，为使所述并联处理式的不断电系统有较佳效能，因此所述电能转换器的容量必须放大，所以所述连结电感一般均选择甚大，但过大的连结电感不利应用于一大容量的不断电系统。(2)另外，若所述输入电压失真，欲维持所述输出电压为一弦波，则将会有一谐波电流注入所述电能转换器，所述输入电流将会失真，所以所述电能转换器的容量必需放大，才可维持所述并联处理式的不断电系统有较佳效能。(3)若所述不断电系统的控制方法是采用功率角控制来决定一输入实功率，则所述不断电系统的一控制电路将会十分复杂，且其响应速度缓慢。(4)所述并联处理式的不断电系统无法获得单位功因(unity power factor)。
上述并联处理式不断电系统也可更改其控制电路，使其趋近于一单位功因，但这样一来，所述并联处理式不断电系统将无法达到稳压的功能，而必须另加一稳压器，但所述稳压器在传统上一般采用一磁饱和变压器或是一变化插头(tap-charger)变压器，然而所述磁饱和变压器的缺点为其体积庞大，而所述变化插头变压器的缺点则是其稳压效果较差，且其体积将会相当庞大，因此两种方法其变压器容量都必须与负载相当。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有谐波抑制与稳压功能的电子电路的装置与其控制方法，尤指应用于一电子电路中的谐波抑制与稳压的控制方法与装置。
根据本发明一方面的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，它电连接一输入电源，所述输入电源提供一输入电压与一输入电流，且所述电子电路具有有一输出端以提供一输出电压，其特点是，所述电子电路包括一储能装置，它作为所述电子电路的电能储存装置提供一第一电压；一第一电能转换器，它电连接所述储能装置，将所述第一电压切换输出以提供一第一补偿电压，且所述第一电能转换器是与所述输入电源并联，控制所述第一补偿电压值，以减少所述输入电流的谐波成分，使得所述输入电流实质上为一弦波，并使所述输入电流与所述输入电压实质上为同相；以及一第二电能转换器，它与所述输出端串联，所述第二电能转换器提供一第二补偿电压以稳定所述输出电压。
根据上述的构想，其中所述电子电路还提供一备用电力，当所述输入电压中断时，所述储能装置提供所述第一电压，经由所述第一电能转换器提供所述第一补偿电压，以作为所述备用电力。
根据上述的构想，其中所述输入电压与所述输入电流实质上为同相，并趋近一单位功因。
根据上述的构想，其中所述第一补偿电压为所述输入电压与一向量电压之和，且所述向量电压垂直于所述输入电压。
根据上述的构想，其中所述电子电路为一不断电系统。
根据上述的构想，其中所述第一电压为一直流总线电压。
根据上述的构想，其中所述储能装置为一电瓶。
根据上述的构想，其中所述电子电路还包括一连结电感(link inductor)，其一端是电连接所述输入电源，另一端电连接所述第一电能转换器的一输出端，以提供所述输入电源与所述第一电能转换器的电压隔离。
根据上述的构想，其中所述第一电能转换器包括一第一功率开关组，它电连接所述储能装置，所述储能装置提供所述第一电压，所述第一功率开关组将所述第一电压切换输出，提供所述第一补偿电压；一第一滤波电感，其一端电连接所述第一功率开关组的一输出端，且所述第一滤波电感的另一端电连接所述连结电感的另一端，对所述第一补偿电压进行滤波；一第一滤波电容，其一端电连接所述连结电感的另一端，其另一端接地，对所述第一补偿电压进行滤波；以及一第一控制装置，它电接所述第一功率开关组，提供第一切换信号，控制所述第一功率开关组，以产生所述第一补偿电压。
根据上述的构想，其中所述第一控制装置包括一第一减法器，其正端电连接一第一命令信号，所述第一减法器的负端电连接所述第一电压的反馈电压值，将所述第一命令信号与所述第一电压的反馈电压值相减，以产生一第二命令信号；一第一补偿器，电连接所述第一减法器的输出端，对所述第二命令信号进行补偿调整，以得到一第三命令信号；一锁相回路，它电连接所述输入电源，对所述输入电压进行锁相，以取得一弦波，产生一第一相位信号；一第一移相回路，它电连接所述锁相回路的一输出端，将所述第一相位信号进行移相，以产生一第二相位信号；一乘法器，它电连接所述第一移相回路的一输出端与所述第一补偿器的一输出端，将所述第三命令信号与所述第二相位信号相乘，以产生一第四命令信号；一第二减法器，其正端电连接所述输入电源，其负端电连接所述乘法器的一输出端，将所述输入电压与所述第四命令信号相减，以产生一第五命令信号；一第三减法器，其正端电连接所述第二减法器的一输出端，其负端电连接所述第一补偿电压的反馈电压值，将所述第五命令信号与所述第一补偿电压的反馈电压值相减，以产生一第六命令信号；一第一控制器，它电连接所述第三减法器的一输出端，对所述第六命令信号进行信号处理后，产生一第一调变信号；以及一第一脉宽调变(PWM)产生器，它电连接所述第一控制器的一输出端，经由所述第一脉宽调变产生器将所述第一调变信号转换产生一第一脉宽调变触发信号，所述第一脉宽调变触发信号触发切换所述第一功率开关组，将所述第一电压的电能经由所述第一功率开关组切换输出，以提供所述第一补偿电压。
根据上述的构想，其中所述第一命令信号为一直流总线电压期望值。
根据上述的构想，其中所述第一电压的反馈电压值为一直流总线电压的反馈电压值。
根据上述的构想，其中所述第一移相回路是将所述第一相位信号进行90°移相。
根据上述的构想，其中所述第五命令信号为一第一电能转换器输出电压期望值。
根据上述的构想，其中所述第一补偿电压的反馈电压值为一第一电能转换器输出电压的反馈电压值。
根据上述的构想，其中所述第二电能转换器包括一第二功率开关组，它电连接所述储能装置，所述储能装置提供所述第一电压，所述第二功率开关组将所述第一电压切换输出，提供所述第二电压；一变压器，其一次侧电连接所述第二功率开关组的一输出端，且其二次侧是与所述电子电路的所述输出端串联，所述变压器将所述第二电压进行变压转换，产生第二补偿电压，以对所述输出电压进行稳压；一第二滤波电容，其一端电连接所述电子电路的所述输出端，其另一端接地，对所述第二补偿电压进行滤波；以及一第二控制装置，它电接所述第二功率开关组，提供第二切换信号，控制所述第二功率开关组，以产生所述第二电压。
根据上述的构想，其中所述第二控制装置包括一第二移相回路，它电连接一第七命令信号，将所述第七命令信号移相90°，产生一电容电流命令信号；一第四减法器，其正端电连接所述第七命令信号，且其负端电连接所述输出电压的反馈值，将所述第七命令信号与所述输出电压的反馈值相减，以产生一第八命令信号；一第二补偿器，它电连接所述第四减法器的一输出端，对所述第八命令信号进行补偿调整，以产生一第九命令信号；一命令合成器，其一第一正端电连接所述电容电流命令信号，其一第二正端电连接所述电子电路的所述输出端的一输出电流的反馈值，且其一负端电连接所述第二补偿器的一输出端，所述命令合成器将所述电容电流命令信号、所述输出电流的反馈值与所述第九命令信号合成输出，以产生一第十命令信号；一第五减法器，其一正端电连接所述命令合成器的一输出端，且所述第五减法器的一负端电连接所述变压器的所述二次侧线圈的一二次侧线圈电流值的反馈电流值，将所述第十命令信号与所述二次侧线圈电流值的反馈电流值相减，以产生一第十一命令信号；一第二控制器，它电连接所述第五减法器的一输出端，对所述第十一命令信号进行信号处理后，产生一第二调变信号；以及一第二脉宽调变(PWM)产生器，它电连接所述第二控制器的一输出端，经由所述第二脉宽调变产生器将所述第二调变信号转换产生一第二脉宽调变触发信号，所述第二脉宽调变触发信号触发切换所述第二功率开关组，将所述第一电压的电能经由所述第二功率开关组切换输出，以提供所述第二电压。
根据上述的构想，其中所述第七命令信号为一输出电压期望值，所述输出电压期望值与所述输入电压同相，具有一固定振幅。
根据上述的构想，其中所述电容电流命令信号为一电容电流期望值。
根据上述的构想，其中所述第十命令信号为一二次侧线圈电流期望值。
根据本发明另一方面的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，它电连接一输入电源，所述输入电源提供一输入电压，且所述电子电路具有一输出端以提供一输出电压，其特点是，所述电子电路包括一储能装置，它作为所述电子电路的电能储存装置提供一第一电压；一第一电能转换器，它电连接所述储能装置，将所述第一电压切换输出，以提供一第一补偿电压，且所述第一电能转换器是与所述输入电源并联，控制所述第一补偿电压值，当所述输入电压中断时，所述储能装置提供所述第一电压，经由所述第一电能转换器切换输出所述第一补偿电压，以提供一备用电力；以及一第二电能转换器，它与所述输出端串联，所述第二电能转换器提供一第二补偿电压，以稳定所述输出电压。
根据本发明又一方面的具有谐波抑制与稳压功能电子电路的控制方法，它应用于一电子电路中，所述电子电路电连接一输入电源，所述输入电源提供一输入电压与一输入电流，且所述电子电路具有一输出端以提供一输出电压与一输出电流，其特点是，所述电子电路包括一第一电压、一第一电能转换器以及一第二电能转换器，所述第一电能转换器将所述第一电压切换输出，以提供一第一补偿电压，且所述第一电能转换器是与所述输入电源并联，以及所述第二电能转换器是与所述电子电路的一输出端串联，以提供一第二补偿电压；所述控制方法包括下列步骤控制所述第一补偿电压值，使得所述输入电流实质上为一弦波，并使所述输入电压与所述输入电流实质上为同相；以及控制所述第二补偿电压稳定所述输出电压。
根据上述的构想，其中所述第一补偿电压是为所述输入电压与一垂直向量电压的和，且所述垂直向量电压是垂直于所述输入电压。
根据本发明再一方面的具有谐波抑制与稳压功能电子电路的控制方法，它应用于一电子电路中，所述电子电路电连接一输入电源，所述输入电源提供一输入电压，且所述电子电路具有一输出端，提供一输出电压与一输出电流，其特点是，所述电子电路提供一谐波抑制电路以及一稳压电路，所述谐波抑制电路包括一储能装置，它作为所述电子电路的电能储存装置，并提供一第一电压，以及一第一电能转换器，它电连接所述储能装置，将所述第一电压切换输出，以提供一第一补偿电压，且所述第一电能转换器与所述输入电源并联；以及所述稳压电路包括一第二电能转换器，所述第二电能转换器与所述电子电路的一输出端串联；所述控制方法包括下列步骤设定一第一命令信号的大小值；反馈所述第一电压值，将所述第一命令信号与所述第一电压的反馈电压值相减，以产生一第二命令信号；对所述第二命令信号进行补偿调整，以得到一第三命令信号；对所述输入电压进行锁相，以取得一弦波，以产生一第一相位信号；将所述第一相位信号进行90°移相，以产生一第二相位信号；将所述第三命令信号与所述第二相位信号相乘，以产生一第四命令信号；将所述输入电压与所述第四命令信号相减，以产生一第五命令信号；将所述第五命令信号与所述第一补偿电压的反馈电压值相减，以产生一第六命令信号；对所述第六命令信号进行信号处理后，以产生一第一调变信号；以及将所述第一调变信号转换产生一第一脉宽调变触发信号，将所述第一电压的电能经由切换输出，以提供所述第一补偿电压，使得所述输入电压的一输入电流实质上为一弦波，并使所述输入电压与所述输入电流实质上为同相；设定一第七命令信号的大小值；将所述第七命令信号移相90°，产生一电容电流命令信号；将所述第七命令信号与所述输出电压的反馈值相减，产生一第八命令信号；对所述第八命令信号进行补偿调整，以产生一第九命令信号；将所述电容电流命令信号、所述输出电流的反馈值与所述第九命令信号合成输出，以产生一第十命令信号；将所述第十命令信号与所述变压器的一二次侧线圈电流值的反馈电流值相减，以产生一第十一命令信号；对所述第十一命令信号进行信号处理后，产生一第二调变信号；以及将所述第二调变信号转换产生一第二脉宽调变触发信号，所述第一电压的电能经由切换输出，以提供所述第二电压。
根据上述的构想，其中所述电子电路是为一不断电系统。
根据上述的构想，其中所述第一电压是为一直流总线电压。
根据上述的构想，其中所述储能装置是为一电瓶。
根据上述的构想，其中所述第一补偿电压为所述输入电压与一垂直向量电压之和。
根据上述的构想，其中所述谐波抑制电路更包括一连结电感(link inductor)，其一端是电连接所述输入电源，另一端电连接所述第一电能转换器的一输出端，以提供所述输入电源与所述第一电能转换器的电压隔离。
根据上述的构想，其中所述第一电能转换器包括一第一功率开关组，它电连接所述储能装置，所述储能装置提供所述第一电压，所述第一功率开关组将所述第一电压切换输出，提供所述第一补偿电压；一第一滤波电感，其一端电连接所述第一功率开关组的一输出端，且所述第一滤波电感的另一端电连接所述连结电感的另一端，对所述第一补偿电压进行滤波；一第一滤波电容，其一端电连接所述连结电感的另一端，其另一端接地，对所述第一补偿电压进行滤波；以及一第一控制装置，它电接所述第一功率开关组，提供第一切换信号，控制所述第一功率开关组，以产生所述第一补偿电压。
根据上述的构想，其中所述第二电能转换器包括一第二功率开关组，它电连接所述储能装置，所述储能装置提供所述第一电压，所述第二功率开关组将所述第一电压切换输出，提供所述第二电压；一变压器，其一次侧电连接所述第二功率开关组的一输出端，且其二次侧与所述电子电路的所述输出端串联，所述变压器将所述第二电压进行变压转换，产生第二补偿电压，以对所述输出电压进行稳压；一第二滤波电容，其一端电连接所述电子电路的所述输出端，其另一端接地，对所述第二补偿电压进行滤波；以及一第二控制装置，它电接所述第二功率开关组，提供第二切换信号，控制所述第二功率开关组，以产生所述第二电压。
根据上述的构想，其中所述第一命令信号为一直流总线电压期望值。
根据上述的构想，其中所述第一电压的反馈电压值为一直流总线电压的反馈电压值。
根据上述的构想，其中所述第一移相回路是将所述第一相位信号进行90°移相。
根据上述的构想，其中所述第五命令信号为一第一电能转换器输出电压期望值。
根据上述的构想，其中所述第一补偿电压的反馈电压值为一第一电能转换器输出电压的反馈电压值。
根据上述的构想，其中所述第一补偿电压的反馈电压值为一第一电能转换器输出电压的反馈电压值。
根据上述的构想，其中所述第七命令信号为一输出电压期望值，与所述输入电压同相位，且具有有一固定的振幅。
根据上述的构想，其中所述电容电流命令信号是为一电容电流期望值。
根据上述的构想，其中所述第十命令信号为一二次侧线圈电流期望值。
本发明的具有谐波抑制与稳压功能不断电系统具有下列优点(1)可使所述输入电流实质上为一弦波，且趋近于一单位功因。(2)若所述输入电压失真，则所述第一电能转换器输出电压产生相同失真，所以即使所述输入电压失真下，也能得到所述输入电流实质上为一弦波，这样可避免一谐波电压造成一谐波电流注入所述第一电能转换器，而致使所述第一电能转换器容量必须放大。(3)由于有所述第二电能转换器来作稳压，因此所述第一电能转换器不需进行稳压功能，可随着所述输入电压改变，而改变所述第一电能转换器输出电压，故可选择较小的连结电感，而无须担心所述第一电能转换器过电流。(4)所述第一电能转换器的一参考电压是由所述输入电压与所述输入电压的垂直向量相减而得，故此控制电路简单，响应速度快。(5)利用所述第二电能转换器来作稳压，跨在所述第二电能转换器的电压约为所述输入电压的20％以内，因此所述第二电能转换器容量约为一负载容量的20％以内(20％视不同国家其电压变动范围而定，可能更小或更大)。(6)利用所述第二电能转换器来作稳压，可使负载电压与所述输入电压同相位，以方便旁路操作。以及，(7)所述第一电能转换器可采用较低频率切换，所述第二电能转换器可采用较高频率切换，因为负载电压品质主要取决于所述第二电能转换器，因此所述第二电能转换器可用较高切换频率来做微调，所述第一电能转换器容量较大，采用较低频率切换可减低切换损失，而所述第二电能转换器容量较小，采用较高频率切换，其切换损失较小，因此降低总切换损失，提高效率，适合大容量的不断电系统。
为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明。
图1是现有的并联处理式的不断电系统的电路方块图；图2是本发明一较佳实施例的具有谐波抑制与稳压功能不断电系统的电路方块图；图3(a)是本发明一较佳实施例的第一控制装置的电路方块图；图3(b)是本发明一较佳实施例的第二控制装置的电路方块图。
具体实施例方式
请参阅图2，它是本发明一较佳实施例的具有谐波抑制与稳压功能的不断电系统的电路方块图。如图2所示是一种具有谐波抑制与稳压功能的不断电系统，它提供谐波抑制、稳压与备用电力的功能，所述不断电系统电连接一输入电源，所述输入电源提供一输入电压Vin与一输入电流iin，且所述不断电系统具有有一输出端，提供一输出电压Vout与一输出电流iout，且所述输出电压Vout具有有稳定振幅与低谐波失真的特性，所述不断电系统包括一电瓶5、一第一电能转换器2以及一第二电能转换器3。所述电瓶5，它作为所述不断电系统的电能储存装置，并提供一直流总线电压Vdc-bus与一备用电力。所述第一电能转换器2，它电连接所述电瓶5，将所述直流总线电压Vdc-bus切换输出，提供一第一电能转换器输出电压Vc，且所述第一电能转换器2与所述输入电源并联，控制所述第一电能转换器输出电压Vc值，使得所述输入电流iin实质上为一弦波，并使所述输入电压Vin与所述输入电流iin实质上为同相，趋近于一单位功因。当所述输入电压Vin中断时，所述电瓶5提供所述直流总线电压Vdc-bus，经由所述第一电能转换器2切换输出所述第一电能转换器输出电压Vc，以提供一备用电力的功能。以及，所述第二电能转换器3是与所述输出端串联，所述第二电能转换器3提供一第二补偿电压，稳定所述输出电压Vout。
且，所述不断电系统还包括一连结电感(link inductor)4，其一端电连接所述输入电源，另一端电连接所述第一电能转换器2的一输出端，以提供所述输入电源与所述第一电能转换器2的电压隔离。
另外，所述第一电能转换器2包括一第一功率开关组21、一第一滤波电感22、一第一滤波电容23以及一第一控制装置24。所述第一功率开关组21，它电连接所述电瓶5，所述电瓶5提供所述直流总线电压Vdc-bus，所述第一功率开关组21将所述直流总线电压Vdc-bus切换输出，提供所述第一电能转换器输出电压Vc。所述第一滤波电感22，其一端电连接所述第一功率开关组21的一输出端，且所述第一滤波电感22的另一端电连接所述连结电感4的另一端，对所述第一电能转换器输出电压Vc进行滤波。所述第一滤波电容23，其一端电连接所述连结电感4的另一端，另一端接地，对所述第一电能转换器输出电压Vc进行滤波。以及，所述第一控制装置24，它电接所述第一功率开关组21，提供第一切换信号，控制所述第一功率开关组21，以产生所述第一电能转换器输出电压Vc。所述第一电能转换器输出电压Vc为所述输入电压Vin与一向量电压-jωLiin之和，其中ω表示所述输入电压Vin的一电压频率，L表示所述连结电感4的一电感量。
然而，所述第二电能转换器3包括一第二功率开关组31、一变压器32、一第二滤波电容33以及一第二控制装置34。所述第二功率开关组31，它电连接所述电瓶5，所述电瓶5提供所述直流总线电压Vdc-bus，所述第二功率开关组31将所述直流总线电压Vdc-bus切换输出，以提供所述第二电压。所述变压器32，其一次侧电连接所述第二功率开关组31的一输出端，且其二次侧与所述不断电系统的所述输出端串联，所述变压器32将所述第二电压进行变压转换，产生第二补偿电压，对所述输出电压Vout进行稳压。所述第二滤波电容33，其一端电连接所述不断电系统的所述输出端，另一端接地，对所述第二补偿电压进行滤波。以及，所述第二控制装置34，它电接所述第二功率开关组31，提供第二切换信号，控制所述第二功率开关组31，以产生所述第二电压。
请参阅图3(a)，是本发明较佳实施例的第一控制装置的电路方块图。如图3(a)所示，所述第一控制装置24包括一第一减法器241、一第一补偿器242、一锁相回路243、一第一移相回路244、一乘法器245、一第二减法器246、一第三减法器247、一第一控制器248以及一第一脉宽调变(PWM)产生器249。所述第一减法器241，其正端电连接一直流总线电压期望值Vdc-bus*，所述第一减法器241的负端电连接所述直流总线电压Vdc-bus的反馈电压值，将所述直流总线电压期望值Vdc-bus*与所述直流总线电压Vdc-bus的反馈电压值相减，产生一第二命令信号S2。所述第一补偿器242，电连接所述第一减法器241的输出端，对所述第二命令信号S2进行补偿调整，以得到一第三命令信号S3。所述锁相回路243，它电连接所述输入电源，对所述输入电压Vin进行锁相，产生一第一相位信号θ1。所述第一移相回路244，它电连接所述锁相回路243的一输出端，将所述第一相位信号θ1进行90°移相，以产生一第二相位信号θ2。所述乘法器245，它电连接所述第一移相回路244的一输出端与所述第一补偿器242的一输出端，将所述第三命令信号S3与所述第二相位信号θ2相乘，产生一第四命令信号S4。所述第二减法器246，其正端电连接所述输入电源，其负端电连接所述乘法器245的一输出端，将所述输入电压Vin与所述第四命令信号S4相减，产生一第一电能转换器输出电压期望值Vc*。所述第三减法器247，其正端电连接所述第二减法器246的一输出端，其负端电连接所述第一电能转换器输出电压Vc的反馈电压值，将所述第一电能转换器输出电压期望值Vc*与所述第一电能转换器输出电压Vc的反馈电压值相减，产生一第六命令信号S6。所述第一控制器248，它电连接所述第三减法器247的一输出端，对所述第六命令信号S6进行信号处理后，产生一第一调变信号T1。以及，所述第一脉宽调变产生器249，它电连接所述第一控制器248的一输出端，经由所述第一脉宽调变产生器249将所述第一调变信号T1转换产生一第一脉宽调变触发信号P1，所述第一脉宽调变触发信号P1触发切换所述第一功率开关组，将所述第一电压的电能经由所述第一功率开关组21切换输出，提供所述第一电能转换器输出电压Vc。
请参阅图3(b)，它是本发明一较佳实施例的第二控制装置的电路方块图。如图3(b)所示，所述第二控制装置34包括一第二移相回路341、一第四减法器342、一第二补偿器343、一命令合成器344、一第五减法器345、一第二控制器346以及一第二脉宽调变(PWM)产生器347。所述第二移相回路341，它电连接一输出电压期望值Vout*，将所述输出电压期望值Vout*移相90°，产生一电容电流命令信号ic*。所述第四减法器342，其正端电连接所述输出电压期望值Vout*，且其负端电连接所述输出电压Vout的反馈值，将所述输出电压期望值Vout*与所述输出电压Vout的反馈值相减，以产生一第八命令信号S8。所述第二补偿器343，它电连接所述第四减法器342的一输出端，对所述第八命令信号S8进行补偿调整，以产生一第九命令信号S9。所述命令合成器344，其一第一正端电连接所述电容电流命令信号ic*，其一第二正端电连接所述不断电系统的所述输出端的所述输出电流iout的反馈值，且其一负端电连接所述第二补偿器343的一输出端，所述命令合成器344将所述电容电流命令信号ic*、所述输出电流iout的反馈值与所述第九命令信号S9合成输出，以产生一二次侧线圈电流期望值i2*。所述第五减法器345，其一正端电连接所述命令合成器344的一输出端，且所述第五减法器345的一负端电连接所述变压器32的所述二次侧线圈的一二次侧线圈电流值i2的反馈电流值，将所述二次侧线圈电流期望值i2*与所述二次侧线圈电流值i2的反馈电流值相减，以产生一第十一命令信号S11。所述第二控制器346，电连接所述第五减法器345的一输出端，对所述第十一命令信号S11进行信号处理后，产生一第二调变信号T2。以及，所述第二脉宽调变产生器347，电连接所述第二控制器346的一输出端，经由所述第二脉宽调变产生器347将所述第二调变信号T2转换产生一第二脉宽调变触发信号P2，所述第二脉宽调变触发信号P2触发切换所述第二功率开关组31，将所述直流总线电压Vdc-bus的电能经由所述第二功率开关组31切换输出，以提供所述第二电压。
在上述较佳实施例中，所述第一电能转换器2为一电压型电能转换器，所述第二电能转换器3为一电流型电能转换器，然而电压型与电流型电能转换器的变换使用乃为熟习所述项技术者可轻易达成，故本发明也可将所述第一电能转换器2以一电流型电能转换器取代或是将所述第二电能转换器3以一电压型电能转换器取代，然而皆不脱离本发明申请专利保护范围。
权利要求
1.一种具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，它电连接一输入电源，所述输入电源提供一输入电压与一输入电流，且所述电子电路具有有一输出端以提供一输出电压，其特征在于，所述电子电路包括一储能装置，它作为所述电子电路的电能储存装置提供一第一电压；一第一电能转换器，它电连接所述储能装置，将所述第一电压切换输出以提供一第一补偿电压，且所述第一电能转换器是与所述输入电源并联，控制所述第一补偿电压值，以减少所述输入电流的谐波成分，使得所述输入电流实质上为一弦波，并使所述输入电流与所述输入电压实质上为同相；以及一第二电能转换器，它与所述输出端串联，所述第二电能转换器提供一第二补偿电压以稳定所述输出电压。
2.如权利要求1所述的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，其特征在于，所述电子电路还提供一备用电力，当所述输入电压中断时，所述储能装置提供所述第一电压，经由所述第一电能转换器提供所述第一补偿电压，以作为所述备用电力。
3.如权利要求1所述的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，其特征在于，所述输入电压与所述输入电流实质上为同相，并趋近于一单位功因，而所述第一补偿电压是为所述输入电压与一向量电压之和，且所述向量电压是垂直于所述输入电压。
4.如权利要求1所述的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，其特征在于，所述电子电路是为一不断电系统，所述第一电压是为一直流总线电压以及所述储能装置为一电瓶。
5.如权利要求1所述的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，其特征在于，所述电子电路还包括一连结电感，其一端电连接所述输入电源，另一端电连接所述第一电能转换器的一输出端，是提供所述输入电源与所述第一电能转换器的电压隔离。
6.如权利要求5所述的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，其特征在于，所述第一电能转换器包括一第一功率开关组，它电连接所述储能装置，所述储能装置提供所述第一电压，所述第一功率开关组将所述第一电压切换输出，以提供所述第一补偿电压；一第一滤波电感，其一端电连接所述第一功率开关组的一输出端，且所述第一滤波电感的另一端电连接所述连结电感的另一端，以对所述第一补偿电压进行滤波；一第一滤波电容，其一端电连接所述连结电感的另一端，其另一端接地，以对所述第一补偿电压进行滤波；以及一第一控制装置，它电接所述第一功率开关组，提供第一切换信号，控制所述第一功率开关组，以产生所述第一补偿电压。
7.如权利要求6所述的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，其特征在于，所述第一控制装置包括一第一减法器，其正端电连接一第一命令信号，所述第一减法器的负端电连接所述第一电压的反馈电压值，将所述第一命令信号与所述第一电压的反馈电压值相减，产生一第二命令信号；一第一补偿器，它电连接所述第一减法器的输出端，对所述第二命令信号进行补偿调整，以得到一第三命令信号；一锁相回路，它电连接所述输入电源，对所述输入电压进行锁相，以取得一弦波并产生一第一相位信号；一第一移相回路，它电连接所述锁相回路的一输出端，将所述第一相位信号进行移相，以产生一第二相位信号；一乘法器，它电连接所述第一移相回路的一输出端与所述第一补偿器的一输出端，将所述第三命令信号与所述第二相位信号相乘，以产生一第四命令信号；一第二减法器，其正端电连接所述输入电源，其负端电连接所述乘法器的一输出端，将所述输入电压与所述第四命令信号相减，以产生一第五命令信号；一第三减法器，其正端电连接所述第二减法器的一输出端，其负端电连接所述第一补偿电压的反馈电压值，将所述第五命令信号与所述第一补偿电压的反馈电压值相减，以产生一第六命令信号；一第一控制器，它电连接所述第三减法器的一输出端，对所述第六命令信号进行信号处理后，以产生一第一调变信号；以及一第一脉宽调变产生器，它电连接所述第一控制器的一输出端，经由所述第一脉宽调变产生器将所述第一调变信号转换产生一第一脉宽调变触发信号，所述第一脉宽调变触发信号触发切换所述第一功率开关组，将所述第一电压的电能经由所述第一功率开关组切换输出，以提供所述第一补偿电压。
8.如权利要求1所述的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，其特征在于，所述第一命令信号为一直流总线电压期望值、所述第一电压的反馈电压值为一直流总线电压的反馈电压值、所述第一移相回路是将所述第一相位信号进行90°移相、所述第五命令信号是一第一电能转换器输出电压期望值、而所述第一补偿电压的反馈电压值是一第一电能转换器输出电压的反馈电压值。
9.如权利要求1所述的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，其特征在于，所述第二电能转换器包括一第二功率开关组，它电连接所述储能装置，所述储能装置提供所述第一电压，所述第二功率开关组将所述第一电压切换输出，以提供所述第二电压；一变压器，其一次侧电连接所述第二功率开关组的一输出端，且其二次侧是与所述电子电路的所述输出端串联，所述变压器将所述第二电压进行变压转换，产生第二补偿电压，以对所述输出电压进行稳压；一第二滤波电容，其一端电连接所述电子电路的所述输出端，其另一端接地，以对所述第二补偿电压进行滤波；以及一第二控制装置，它电接所述第二功率开关组，提供第二切换信号，并控制所述第二功率开关组，以产生所述第二电压。
10.如权利要求9所述的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，其特征在于，所述第二控制装置包括一第二移相回路，它电连接一第七命令信号，将所述第七命令信号移相90°，以产生一电容电流命令信号；一第四减法器，其正端电连接所述第七命令信号，且其负端电连接所述输出电压的反馈值，将所述第七命令信号与所述输出电压的反馈值相减，以产生一第八命令信号；一第二补偿器，它电连接所述第四减法器的一输出端，对所述第八命令信号进行补偿调整，以产生一第九命令信号；一命令合成器，其一第一正端电连接所述电容电流命令信号，其一第二正端电连接所述电子电路的所述输出端的一输出电流的反馈值，且其一负端电连接所述第二补偿器的一输出端，所述命令合成器将所述电容电流命令信号、所述输出电流的反馈值与所述第九命令信号合成输出，以产生一第十命令信号；一第五减法器，其一正端电连接所述命令合成器的一输出端，且所述第五减法器的一负端电连接所述变压器的所述二次侧线圈的一二次侧线圈电流值的反馈电流值，将所述第十命令信号与所述二次侧线圈电流值的反馈电流值相减，以产生一第十一命令信号；一第二控制器，它电连接所述第五减法器的一输出端，对所述第十一命令信号进行信号处理后，以产生一第二调变信号；以及一第二脉宽调变产生器，它电连接所述第二控制器的一输出端，经由所述第二脉宽调变产生器将所述第二调变信号转换产生一第二脉宽调变触发信号，所述第二脉宽调变触发信号触发切换所述第二功率开关组，将所述第一电压的电能经由所述第二功率开关组切换输出，以提供所述第二电压。
11.如权利要求10所述的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，其特征在于，所述第七命令信号为一输出电压期望值，所述输出电压期望值与所述输入电压同相，具有有一固定振幅，所述电容电流命令信号为一电容电流期望值，而所述第十命令信号为一二次侧线圈电流期望值。
12.一种具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，它电连接一输入电源，所述输入电源提供一输入电压，且所述电子电路具有一输出端以提供一输出电压，其特征在于，所述电子电路包括一储能装置，它作为所述电子电路的电能储存装置提供一第一电压；一第一电能转换器，它电连接所述储能装置，将所述第一电压切换输出，以提供一第一补偿电压，且所述第一电能转换器是与所述输入电源并联，控制所述第一补偿电压值，当所述输入电压中断时，所述储能装置提供所述第一电压，经由所述第一电能转换器切换输出所述第一补偿电压，以提供一备用电力；以及一第二电能转换器，它与所述输出端串联，所述第二电能转换器提供一第二补偿电压，以稳定所述输出电压。
13.一种具有谐波抑制与稳压功能电子电路的控制方法，它应用于一电子电路中，所述电子电路电连接一输入电源，所述输入电源提供一输入电压与一输入电流，且所述电子电路具有一输出端以提供一输出电压与一输出电流，其特征在于，所述电子电路包括一第一电压、一第一电能转换器以及一第二电能转换器，所述第一电能转换器将所述第一电压切换输出，以提供一第一补偿电压，且所述第一电能转换器是与所述输入电源并联，以及所述第二电能转换器是与所述电子电路的一输出端串联，以提供一第二补偿电压；所述控制方法包括下列步骤控制所述第一补偿电压值，使得所述输入电流实质上为一弦波，并使所述输入电压与所述输入电流实质上为同相；以及控制所述第二补偿电压稳定所述输出电压。
14.如权利要求13所述的具有谐波抑制与稳压功能的电子电路，其特征在于，所述第一补偿电压为所述输入电压与一垂直向量电压之和，且所述垂直向量电压是垂直于所述输入电压。
15.一种具有谐波抑制与稳压功能电子电路的控制方法，它应用于一电子电路中，所述电子电路电连接一输入电源，所述输入电源提供一输入电压，且所述电子电路具有一输出端，提供一输出电压与一输出电流，其特征在于，所述电子电路提供一谐波抑制电路以及一稳压电路，所述谐波抑制电路包括一储能装置，它作为所述电子电路的电能储存装置，并提供一第一电压，以及一第一电能转换器，它电连接所述储能装置，将所述第一电压切换输出，以提供一第一补偿电压，且所述第一电能转换器与所述输入电源并联；以及所述稳压电路包括一第二电能转换器，所述第二电能转换器与所述电子电路的一输出端串联；所述控制方法包括下列步骤设定一第一命令信号的大小值；反馈所述第一电压值，将所述第一命令信号与所述第一电压的反馈电压值相减，以产生一第二命令信号；对所述第二命令信号进行补偿调整，以得到一第三命令信号；对所述输入电压进行锁相，以取得一弦波，以产生一第一相位信号；将所述第一相位信号进行90°移相，以产生一第二相位信号；将所述第三命令信号与所述第二相位信号相乘，以产生一第四命令信号；将所述输入电压与所述第四命令信号相减，以产生一第五命令信号；将所述第五命令信号与所述第一补偿电压的反馈电压值相减，以产生一第六命令信号；对所述第六命令信号进行信号处理后，以产生一第一调变信号；以及将所述第一调变信号转换产生一第一脉宽调变触发信号，将所述第一电压的电能经由切换输出，以提供所述第一补偿电压，使得所述输入电压的一输入电流实质上为一弦波，并使所述输入电压与所述输入电流实质上为同相；设定一第七命令信号的大小值；将所述第七命令信号移相90°，产生一电容电流命令信号；将所述第七命令信号与所述输出电压的反馈值相减，产生一第八命令信号；对所述第八命令信号进行补偿调整，以产生一第九命令信号；将所述电容电流命令信号、所述输出电流的反馈值与所述第九命令信号合成输出，以产生一第十命令信号；将所述第十命令信号与所述变压器的一二次侧线圈电流值的反馈电流值相减，以产生一第十一命令信号；对所述第十一命令信号进行信号处理后，产生一第二调变信号；以及将所述第二调变信号转换产生一第二脉宽调变触发信号，所述第一电压的电能经由切换输出，以提供所述第二电压。
16.如权利要求15所述的具有谐波抑制与稳压功能电子电路的控制方法，其特征在于，所述第一补偿电压为所述输入电压与一垂直向量电压之和。
17.如权利要求15所述的具有谐波抑制与稳压功能电子电路的控制方法，所述谐波抑制电路还包括一连结电感，其一端电连接所述输入电源，另一端电连接所述第一电能转换器的一输出端，以提供所述输入电源与所述第一电能转换器的电压隔离，而所述第一电能转换器包括一第一功率开关组，它电连接所述储能装置，所述储能装置提供所述第一电压，所述第一功率开关组将所述第一电压切换输出，以提供所述第一补偿电压；一第一滤波电感，其一端电连接所述第一功率开关组的一输出端，且所述第一滤波电感的另一端电连接所述连结电感的另一端，以对所述第一补偿电压进行滤波；一第一滤波电容，其一端电连接所述连结电感的另一端，其另一端接地，以对所述第一补偿电压进行滤波；以及一第一控制装置，它电接所述第一功率开关组，提供第一切换信号并控制所述第一功率开关组，以产生所述第一补偿电压。
18.如权利要求15所述的具有谐波抑制与稳压功能电子电路的控制方法，其特征在于，所述第二电能转换器包括一第二功率开关组，它电连接所述储能装置，所述储能装置提供所述第一电压，所述第二功率开关组将所述第一电压切换输出，以提供所述第二电压；一变压器，其一次侧电连接所述第二功率开关组的一输出端，且其二次侧与所述电子电路的所述输出端串联，所述变压器将所述第二电压进行变压转换，产生第二补偿电压，以对所述输出电压进行稳压；一第二滤波电容，其一端电连接所述电子电路的所述输出端，其另一端接地，对所述第二补偿电压进行滤波；以及一第二控制装置，它电接所述第二功率开关组，提供第二切换信号，并控制所述第二功率开关组，以产生所述第二电压。
19.如权利要求15所述的具有谐波抑制与稳压功能电子电路的控制方法，其特征在于，所述第七命令信号为一输出电压期望值，与所述输入电压同相位，且具有有一固定的振幅。
20.如权利要求15所述的具有谐波抑制与稳压功能电子电路的控制方法，其特征在于，所述电容电流命令信号为一电容电流期望值，而所述第十命令信号为一二次侧线圈电流期望值。
全文摘要
本发明提供一种具有谐波抑制与稳压功能的电子电路装置与其控制方法，所述电子电路电连接一输入电源，所述输入电源提供一输入电压与一输入电流，且所述电子电路具有一输出端，提供一输出电压，所述电子电路包含一第一电压、一第一电能转换器以及一第二电能转换器，所述第一电能转换器将所述第一电压切换输出，提供一第一补偿电压，且与所述输入电源并联；以及，所述第二电能转换器与所述电子电路的一输出端串联，提供一第二补偿电压，以稳定所述输出电压。所述控制方法包含下列步骤(a)控制所述第一补偿电压，使所述输入电流实质上为一弦波，并使所述输入电压与所述输入电流实质上为同相；以及(b)控制所述第二补偿电压稳定所述输出电压。
文档编号G05F1/10GK1410856SQ0113548
公开日2003年4月16日 申请日期2001年10月10日 优先权日2001年10月10日
发明者蔡文荫, 周宏亮, 吴晋昌 申请人:台达电子工业股份有限公司