一种单相储能控制装置的离网电压控制电路的制作方法

本实用新型涉及电压控制领域，尤其涉及一种单相储能控制装置的离网电压控制电路。

背景技术：

现有单相储能控制装置的离网电压控制电路一般采用直接输出正弦波和双PI（proportional integral）控制这两种方式。然而，采用直接输出正弦波这种方式时，输出电压的带载性能差，输出电压容易一带载电压值就减小很多，需要几个周期电压值才能恢复；且开关器件死区影响，电压谐波比较大；带非周期负载电压幅值波动非常大。有时会引起设备过压过流。采用双PI控制这种方式时，采用对滤波电容电压和电感电流进行闭环。可以快速反应实际负载变化，但双PI系统由于对相角无法补偿，所以与实际给定波形会有一个小的滞后；且开关器件死区和采样不精确导致控制会出现许多高次谐波，导致电压波形变差。因此，有必要提出一种新的单相储能控制装置的离网电压控制电路来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电压畸变率低、动态响应快的单相储能控制装置的离网电压控制电路。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种单相储能控制装置的离网电压控制电路，其用于给负载提供电压,所述离网电压控制电路包括：

直流电源单元,用于提供直流电，所述直流电源单元包括正接线端和负接线端；

单相全桥逆变单元，用于将所述直流电转变成交流电，所述单相全桥逆变单元包括第一接线端、第二接线端、第三接线端及第四接线端，所述第一接线端与所述正接线端电性连接，所述第二接线端与所述负接线端电性连接；

滤波单元，用于滤除所述交流电中的杂波，所述滤波单元包括第五接线端及第六接线端及第七接线端，所述第五接线端与所述第三接线端电性连接，所述第六接线端与所述第四接线端电性连接，所述第六接线端与所述第七接线端之间连接所述负载。

优选的，所述直流电源单元包括电池组，所述电池组包括至少两个串联连接的电池，所述电池组的正极形成所述正接线端，所述电池组的负极形成所述负接线端。

优选的，所述单相全桥逆变单元包括PI控制器、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管及第四场效应管。

具体的，所述第一场效应管、所述第二场效应管、所述第三场效应管及所述第四场效应管的栅极分别与所述PI控制器电性连接；所述第一场效应管的漏极形成所述第一接线端，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极电性连接，所述第一场效应管的源极形成所述第三接线端，所述第二场效应管的源极形成所述第二接线端，所述第三场效应管的漏极与所述第一场效应管的漏极电性连接，所述第三场效应管的源极与所述第四场效应管的漏极电性连接，所述第三场效应管的源极形成所述第四接线端，所述第四场效应管的源极与所述第二场效应管的源极电性连接。

优选的，所述滤波单元包括电阻、电感和电容，所述电阻的第一端形成所述第五接线端，所述电阻的第二端与所述电感的第一端电性连接，所述电感的第二端形成所述第七接线端，所述电感的第二端与所述电容的第一端电性连接，所述电容的第二端形成所述第六接线端。

与现有技术相比，本实用新型所述单相储能控制装置的离网电压控制电路的电压畸变率低，动态响应快，对负载适应性好。

附图说明

图1为本实用新型所述单相储能控制装置的离网电压控制电路一实施例的部分电路原理图；

图2为本实用新型所述单相储能控制装置的离网电压控制电路的PI控制器的控制原理图。

图中各标记如下:E、电池组；T1、第一场效应管；T2、第二场效应管；T3、第三场效应管；T4、第四场效应管；R、电阻；L、电感；C、电容；R1、负载；a1、第一接线端；a2、第二接线端；a3、第三接线端；a4、第四接线端；a5、第五接线端；a6、第七接线端；a7、第七接线端。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

如图1所示，本实用新型提供一种单相储能控制装置的离网电压控制电路，其用于给负载R1提供电压,离网电压控制电路包括直流电源单元、单相全桥逆变单元及滤波单元，直流电源单元、单相全桥逆变单元、滤波单元及负载R1依次电性连接。

其中，直流电源单元用于提供直流电，直流电源单元包括正接线端和负接线端。单相全桥逆变单元用于将直流电转变成交流电，单相全桥逆变单元包括第一接线端a1、第二接线端a2、第三接线端a3及第四接线端a4，第一接线端a1与正接线端电性连接，第二接线端a2与负接线端电性连接。滤波单元用于滤除交流电中的杂波，滤波单元包括第五接线端a5及第六接线端a6及第七接线端a7，第五接线端a5与第三接线端a3电性连接，第六接线端a6与第四接线端a4电性连接，第六接线端a6与第七接线端a7之间连接负载R1。直流电源单元包括电池组E，电池组E包括至少两个串联连接的电池，电池组E的正极形成正接线端，电池组E的负极形成负接线端。

此外，单相全桥逆变单元包括PI控制器、第一场效应管T1、第二场效应管T2、第三场效应管T3及第四场效应管T4，第一场效应管T1、第二场效应管T2、第三场效应管T3及第四场效应管T4的栅极分别与PI控制器电性连接；第一场效应管T1的漏极形成第一接线端a1，第一场效应管T1的源极与第二场效应管T2的漏极电性连接，第一场效应管T1的源极形成第三接线端a3，第二场效应管T2的源极形成第二接线端a2，第三场效应管T3的漏极与第一场效应管T1的漏极电性连接，第三场效应管T3的源极与第四场效应管T4的漏极电性连接，第三场效应管T3的源极形成第四接线端a4，第四场效应管T4的源极与第二场效应管T2的源极电性连接。

在本实用新型中，滤波单元包括电阻R、电感L和电容C，电阻R的第一端形成第五接线端a5，电阻R的第二端与电感L的第一端电性连接，电感L的第二端形成第七接线端a7，电感L的第二端与电容C的第一端电性连接，电容C的第二端形成第六接线端a6。

于具体实施时，电池组E的直流电能经过单相全桥逆变单元转变成交流电， 交流电经过滤波单元滤除杂波后给负载R1提供电能，PI控制器根据需要给第一场效应管T1、第二场效应管T2、第三场效应管T3及第四场效应管T4的栅极提供不同的信号，从而实现控制不同场效应管的导通与断开，使直流电经过单相全桥逆变单元后能够转变成交流电。

于实际应用时，还可以利用PI控制器来进行双PI控制、重复控制及极点控制。如图2所示，图2为本实用新型所述单相储能控制装置的离网电压控制电路的PI控制器的控制原理图，其中，Uref为电压给定， U0为图1中的电容C上的电压， iL，iO，ic为图1中的电感L电流采样、负载R1电流采样和电容C电流采样， PI中Gv为电压环PI控制， PI中Gi为电流环采样，极点控制Ku为电压反馈系数，极点控制Ki为电容C电流反馈系数，重复控制中Ui为给定Uref和反馈U0的差值，重复控制中Z^-n为延时n个周期，重复控制中Sz为重复控制补偿函数，重复控制中Gv为重复控制补偿系数。

在本实施例中，双PI控制是用来动态响应和正弦波跟随用的，是起主要作用的部分；重复控制是用来稳定电压波形的；极点控制稳定整个系统，使系统达到一个稳定状态。重复控制给定是标准电压给定和实际输出电压的误差，根据内膜算法，在加上补偿Sz，计算出实际电压PWM；双PI控制就是显示电压给定与实际输出的差值求出电流给定，然后电流给定与实际电流的差值，算出实际电压PWM；极点控制就是在实际电压PWM输出的时候加入矩阵，使整个系统变成稳定系统。

综上所述，本实用新型所述单相储能控制装置的离网电压控制电路的电压畸变率低，动态响应快，对负载R1适应性好；同时减少对采样精度的依赖，加大对各种外部干扰的补偿（如死区等）；可以实现离网电网输出好，实现对极端情况的反应（例如出口端短路）快，更好的保护器件，使设备更加稳定。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。