開關(guān)電源類產(chǎn)品介紹

1、隨著開關(guān)電源類產(chǎn)品的日益增多，電磁兼容設(shè)計(jì)成為開關(guān)電源開發(fā)過程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，相應(yīng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)也成為開關(guān)電源類產(chǎn)品必須滿足的性能指標(biāo)。高頻開關(guān)電源是嚴(yán)重的電磁干擾源，很多情況下需對其安裝EMI電源濾波器。傳統(tǒng)的濾波器設(shè)計(jì)方法計(jì)算繁瑣、設(shè)計(jì)過程復(fù)雜、研發(fā)時(shí)間長。為了提高濾波器性能和縮短開發(fā)時(shí)間，本文針對DC-DC開關(guān)電源介紹了一種簡單且效果良好的濾波器設(shè)計(jì)方法。 本文在闡述開關(guān)電源電磁干擾基本特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了電源傳導(dǎo)加固技術(shù)。文中闡述了EMI電源濾波器的基本原理、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原則和濾波器件的高頻特性，分析了網(wǎng)絡(luò)理論及其在EMI電源濾波器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 本文以某一航空產(chǎn)品中的DC-D

2、C開關(guān)電源項(xiàng)目為依托，設(shè)計(jì)EMI電源濾波器。通過了解開關(guān)電源需要滿足的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，測試分析其電磁干擾信號(hào)特點(diǎn)，提出濾波器性能指標(biāo)。利用網(wǎng)絡(luò)理論設(shè)計(jì)分析濾波電路，通過編程實(shí)現(xiàn)對濾波電路參數(shù)的設(shè)計(jì)。建立濾波器插入損耗仿真模型，編寫仿真程序，對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，最后通過實(shí)際測試，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方法的J下確性。同時(shí)，在EMI電源濾波器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對濾波器進(jìn)行了拓展功能的電路設(shè)計(jì)，主要針對開關(guān)動(dòng)作所引起的浪涌電壓。 通過討論應(yīng)用于EMI電源濾波器中的軟磁鐵氧體材料的特性，提出了鐵氧體磁芯的選擇原則和應(yīng)用方法，同時(shí)討論了主要濾波器件的選擇和設(shè)計(jì)。深入研究EMI電源濾波器在工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)及濾波器封裝技術(shù)

3、，并提出封裝過程測試方法及工程應(yīng)用時(shí)安裝使用應(yīng)注意的主要問題。 隨著開關(guān)電源的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,它們引起的電磁泄露和電磁輻射問題越來越嚴(yán)重。電源EMI濾波器作為開關(guān)電源的輔助器件,可以有效地抑制開關(guān)電源中的傳導(dǎo)干擾。無源元件的高頻非理想特性使無源EMI濾波器高頻特性變差,而無源元件同樣影響有源EMI濾波器的高頻特性。因此對EMI濾波器高頻特性的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。 對于無源EMI濾波器,本文研究了幾種改善自感寄生參數(shù)的方法的有效性,分析了元件間的互感耦合和電容的自感寄生參數(shù)分別對型共模濾波器的影響。提出利用部分互感耦合改善電容的自感寄生參數(shù)的優(yōu)化措施。 對于有源EMI濾波器,本文分析了一種有源

4、EMI濾波器在分別連接純電阻、感性和容性負(fù)載時(shí)的插損,分析了反饋環(huán)路中各個(gè)模塊的作用和影響。最后,對有源EMI濾波器注入環(huán)節(jié)中的電容進(jìn)行了改進(jìn),改善了它的高頻特性。 本文首先介紹了利用傅立葉變換估算開關(guān)電源噪聲頻譜的方法,接著分別論述了開關(guān)電源中差模傳導(dǎo)EMI噪聲與共模傳導(dǎo)EMI噪聲的產(chǎn)生原因。在分析完EMI噪聲產(chǎn)生原因以后,分析了噪聲分離技術(shù)的現(xiàn)狀,并指出傳統(tǒng)噪聲分離方法的缺陷。為了提高噪聲分離網(wǎng)絡(luò)的分離效果,引入傳輸線變壓器來改善其性能。傳輸線變壓器是用傳輸線繞在磁環(huán)上構(gòu)成,工作時(shí)初次級(jí)之間的能量傳輸主要依靠線圈間分布電容的耦合作用,繞組間的分布電容與漏電感則成為傳輸線特性阻抗的組成部分,

5、所以傳輸線變壓器克服了傳統(tǒng)變壓器中漏感和分布電容對工作性能的影響。在理論分析的基礎(chǔ)上,制作了特性阻抗為100的傳輸線變壓器,并利用該傳輸線變壓器制作了噪聲分離器樣品。在分析EMI濾波器原理的基礎(chǔ)上,分析了噪聲源阻抗變化對濾波器性能的影響,從理論計(jì)算和仿真分析可以得出:對于共模EMI濾波器需要考慮噪聲源阻抗的最大可能值;對于差模EMI濾波器需要考慮噪聲源阻抗的最小可能值。在測量、分析共模與差模噪聲的基礎(chǔ)上,確定了EMI濾波器需要對噪聲產(chǎn)生的衰減量,并通過實(shí)驗(yàn)的方法確定了噪聲源阻抗的最大可能值與最小可能值。根據(jù)需求衰減量與噪聲源阻抗可能值確定了EMI濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu). 隨著開關(guān)電電源的迅迅速發(fā)展展

6、和廣泛泛應(yīng)用,它們引引起的電電磁泄露露和電磁磁輻射問問題越來來越嚴(yán)重重。電源源EMII濾波器器作為開開關(guān)電源源的輔助助器件,可以有有效地抑抑制開關(guān)關(guān)電源中中的傳導(dǎo)導(dǎo)干擾。無無源元件件的高頻頻非理想想特性使使無源EEMI濾濾波器高高頻特性性變差,而無源源元件同同樣影響響有源EEMI濾濾波器的的高頻特特性。因因此對EEMI濾濾波器高高頻特性性的研究究具有現(xiàn)現(xiàn)實(shí)意義義。 對對于無源源EMII濾波器器,本文文研究了了幾種改改善自感感寄生參參數(shù)的方方法的有有效性,分析了了元件間間的互感感耦合和和電容的的自感寄寄生參數(shù)數(shù)分別對對型共共模濾波波器的影影響。提提出利用用部分互互感耦合合改善電電容的自自感寄生生

7、參數(shù)的的優(yōu)化措措施。 對于有有源EMMI濾波波器,本本文分析析了一種種有源EEMI濾濾波器在在分別連連接純電電阻、感感性和容容性負(fù)載載時(shí)的插插損,分分析了反反饋環(huán)路路中各個(gè)個(gè)模塊的的作用和和影響。最最后,對對有源EEMI濾濾波器注注入環(huán)節(jié)節(jié)中的電電容進(jìn)行行了改進(jìn)進(jìn),改善善了它的的高頻特特性。 近年來,隨隨著電子子設(shè)備及及電子產(chǎn)產(chǎn)品的迅迅速發(fā)展展和普及及,由于于泄漏和和輻射等等引起的的電磁干干擾嚴(yán)重重影響其其他設(shè)備備的正常常工作。降降低電子子設(shè)備的的電磁干干擾,提提高其抗抗擾度等等問題已已經(jīng)廣泛泛為電子子行業(yè)所所關(guān)注。在在抑制電電磁干擾擾信號(hào)的的傳導(dǎo)干干擾方面面,采用用EMII電源干干擾濾波波器

8、是非非常有效效的手段段。但是是,鑒于于各廠家家生產(chǎn)的的EMII電源濾濾波器的的實(shí)際性性能往往往與其標(biāo)標(biāo)稱值有有較大差差異,因因此對EEMI電電源濾波波器的主主要性能能即插入入損耗的的測試顯顯得尤為為重要。 本文即即從工程程應(yīng)用的的角度出出發(fā),設(shè)設(shè)計(jì)研制制了一套套基于550阻阻抗系統(tǒng)統(tǒng)的EMMI電源源濾波器器加載測測試系統(tǒng)統(tǒng),以客客觀、合合理地評評價(jià)電源源濾波器器的性能能,從而而為電源源濾波器器的選用用提供重重要的依依據(jù)。 本文首首先介紹紹了EMMI電源源濾波器器的一些些基本知知識(shí),這這是設(shè)計(jì)計(jì)濾波器器插入損損耗測試試系統(tǒng)必必須考慮慮的問題題。在此此基礎(chǔ)上上,詳細(xì)細(xì)討論了了電源濾濾波器插插入損耗

9、耗加載測測試裝置置的具體體設(shè)計(jì)過過程,包包括確定定總體測測試電路路,重要要零部件件如加載載緩沖網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、屏屏蔽測試試箱體、屏屏蔽電纜纜引線等等的設(shè)計(jì)計(jì)和制造造,并借借助基于于有限元元方法的的電磁場場計(jì)算軟軟件ANNSYSS來進(jìn)行行關(guān)鍵部部分的阻阻抗特性性分析,通過各各設(shè)計(jì)參參數(shù)的不不斷調(diào)整整、改進(jìn)進(jìn),結(jié)合合測試手手段,研研制出一一套完備備的滿足足實(shí)驗(yàn)要要求的測測試系統(tǒng)統(tǒng)。 最最后,討討論了電電源濾波波器插入入損耗測測試的相相關(guān)問題題,并借借助本文文研制的的測試系系統(tǒng)對電電源濾波波器進(jìn)行行了一系系列的測測試。源濾波器瀏覽次次數(shù)：5532次次有源濾波器器是一種種用于動(dòng)動(dòng)態(tài)抑制制諧波、補(bǔ)補(bǔ)償無功功的新

10、型型電力電電子裝置置，它能能對大小小和頻率率都變化化的諧波波以及變變化的無無功進(jìn)行行補(bǔ)償，它它可以克克服LCC濾波器器等傳統(tǒng)統(tǒng)的諧波波抑制和和無功補(bǔ)補(bǔ)償方法法的缺點(diǎn)點(diǎn)，獲得得比無源源濾波器器更好的的補(bǔ)償特特性，控控制精度度高、治治理效果果好，已已逐漸成成為諧波波治理的的重要技技術(shù)手段段和今后后諧波治治理領(lǐng)域域的發(fā)展展方向。目錄 HYPERLINK l dzt9267 有源濾波器器性能及及參數(shù) HYPERLINK l dzt9268 有源濾波器器優(yōu)點(diǎn) HYPERLINK l dzt9269 有源濾波器器的設(shè)計(jì)計(jì)步驟 HYPERLINK l dzt9272 有源濾波器器控制器器的設(shè)計(jì)計(jì)有源濾波器器

11、性能及及參數(shù)取樣 HYPERLINK t _blank 電流AA：05A（ HYPERLINK t _blank CT二次電流）；單次電流諧諧波限值值：22%；溫升： HYPERLINK t _blank 電感感 HYPERLINK t _blank 40K； HYPERLINK t _blank 模塊220K；高頻 HYPERLINK t _blank 濾濾波器5K；總電流諧波波畸變率率限值：4% HYPERLINK t _blank TTHD；單模塊電流流峰值限限制：84AA；動(dòng)態(tài)響應(yīng)：200 HYPERLINK t _blank ms；防護(hù)等級(jí)：IP220；噪音：330 HYPERLIN

12、K t _blank dBB；自動(dòng)限流，不不發(fā)生過過載；保證不與系系統(tǒng)發(fā)生生諧振；可根據(jù)需要要設(shè)置為為：只補(bǔ)補(bǔ)償諧波波、只補(bǔ)補(bǔ)償無功功、同時(shí)時(shí)補(bǔ)償諧諧波和無無功；采用智能型型模塊，內(nèi)內(nèi)置保護(hù)護(hù)有：短短路、過過流、過過熱、驅(qū)驅(qū)動(dòng)欠壓壓、直流流母線過過壓，可可靠性極極高；執(zhí)行IEEEE-5519標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（國國際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)）、GGB/TT14559-993和GGB/ZZ 1776255.6-20003有源濾波器器優(yōu)點(diǎn)模塊化結(jié)構(gòu)構(gòu),集成成度高；無需現(xiàn)場檢檢測數(shù)據(jù)據(jù)，即裝裝即用；容量擴(kuò)展容容易，只只需直接接并聯(lián)即即可；采用電力級(jí)級(jí)接插件件，支持持熱拔插插，安裝裝和售后后服務(wù)方方便，只只需直接接更換損損壞的模模

13、塊即可可；多模塊并聯(lián)聯(lián)時(shí)不存存在主從從關(guān)系，不不會(huì)因主主模塊故故障而陷陷入癱瘓瘓；適合快速變變動(dòng)的負(fù)負(fù)載情況況，以及及其他無無源濾波波無法治治理的場場合；在特殊情況況下還可可作為性性能優(yōu)異異的動(dòng)態(tài)態(tài)無功補(bǔ)補(bǔ)償裝置置；有源濾波器器的設(shè)計(jì)計(jì)步驟在設(shè)計(jì)有源源濾波器器時(shí)，一一般遵從從以下設(shè)設(shè)計(jì)步驟驟。1.傳遞函函數(shù)的設(shè)設(shè)計(jì)根據(jù)對濾波波器特性性的要求求，設(shè)計(jì)計(jì)某種類類型的屁屁階傳遞遞函數(shù)，再再將n階階傳遞函函數(shù)分解解為幾個(gè)個(gè)低階（如如一階、二二階或三三階）傳傳遞函數(shù)數(shù)乘積的的形式。在設(shè)計(jì)低通通、高通通、帶通通、帶阻阻濾波器器時(shí)，通通常采用用頻率歸歸一化的的方法，先先設(shè)計(jì)低低通原形形傳遞函函數(shù)。若若要求設(shè)

14、設(shè)計(jì)低通通濾波器器時(shí)，再再將低通通原形傳傳遞函數(shù)數(shù)變換為為低通目目標(biāo)傳遞遞函數(shù)；若要求求設(shè)計(jì)高高通濾波波器時(shí)，再再將低通通原型傳傳遞函數(shù)數(shù)變換為為高通目目標(biāo)傳遞遞函數(shù)；若要求求設(shè)計(jì)帶帶通濾波波器時(shí)，再再將低通通原型傳傳遞函數(shù)數(shù)變換為為帶通目目標(biāo)傳遞遞函數(shù)；若要求求設(shè)計(jì)帶帶阻濾波波器時(shí)，再再將低通通原型傳傳遞函數(shù)數(shù)變換為為帶阻目目標(biāo)傳遞遞函數(shù)。2電路設(shè)設(shè)計(jì)按各個(gè)低階階傳遞函函數(shù)的設(shè)設(shè)計(jì)要求求，設(shè)計(jì)計(jì)和計(jì)算算有源濾濾波器電電路的基基本節(jié)。先先選擇好好電路形形式，再再根據(jù)所所設(shè)計(jì)的的傳遞函函數(shù)，設(shè)設(shè)計(jì)和計(jì)計(jì)算相應(yīng)應(yīng)的元件件參數(shù)值值。根據(jù)據(jù)設(shè)計(jì)要要求，對對各電路路元件提提出具體體的要求求。3電路裝裝配

15、和調(diào)調(diào)試先設(shè)計(jì)和裝裝配好各各個(gè)低階階濾波器器電路，再再將各個(gè)個(gè)低階電電路級(jí)聯(lián)聯(lián)起來，組組成整個(gè)個(gè)濾波器器電路。對對整個(gè)濾濾波器電電路進(jìn)行行相應(yīng)的的調(diào)整和和性能測測試，并并檢驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)結(jié)果果。有源濾波器器控制器器的設(shè)計(jì)計(jì)飛速發(fā)展的的電力 HYPERLINK t _blank 電電子技術(shù)術(shù)使各種種電力電電子裝置置在工業(yè)業(yè)、交通通運(yùn)輸及及家庭中中的應(yīng)用用日益廣廣泛，而而這些非非線性負(fù)負(fù)荷帶來來的諧波波危害也也日益嚴(yán)嚴(yán)重。諧諧波使電電網(wǎng)中元元件產(chǎn)生生諧波損損耗、設(shè)設(shè)備效率率和 HYPERLINK t _blank 功率率因數(shù)降降低，甚甚至損害害電力設(shè)設(shè)備如 HYPERLINK t _blank 電電容器

16、等等；諧波波影響精精密儀器器和臨近近的通信信系統(tǒng)，使使其無法法正常工工作。電力系統(tǒng)中中諧波次次數(shù)和大大小隨系系統(tǒng)負(fù)荷荷狀況而而變化，采采用傳統(tǒng)統(tǒng)的LCC靜態(tài)濾濾波器無無法滿足足要求，而而采用電電力有源源濾波器器可以對對大小和和頻率都都變化的的諧波及及變化的的無功進(jìn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)態(tài)補(bǔ)償，因因此有源源濾波器器的研究究和應(yīng)用用越來越越受到人人們的重重視。有有源濾波波器的基基本原理理是：先先從補(bǔ)償償對象中中檢測出出諧波電電流，再再由補(bǔ)償償裝置產(chǎn)產(chǎn)生一個(gè)個(gè)與該諧諧波電流流大小相相等而相相位相反反的補(bǔ)償償電流，兩兩者相互互抵消而而使電網(wǎng)網(wǎng)電流中中只含有有基波分分量?？乜刂破魇鞘怯性礊V濾波器的的核心部部件，它它通

17、過產(chǎn)產(chǎn)生并控控制驅(qū)動(dòng)動(dòng) HYPERLINK t _blank 開關(guān)器件件的脈沖沖來控制制有源濾濾波器的的行為，完完成動(dòng)態(tài)態(tài)補(bǔ)償諧諧波和無無功的功功能。2 控制系系統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu)與基基本功能能有源濾波器器的主電電路采用用三單相相橋式電電壓型變變流器，通通過 HYPERLINK t _blank 變壓壓器與系系統(tǒng)耦合合，其結(jié)結(jié)構(gòu)如圖圖1所示示。采用用三單相相橋結(jié)構(gòu)構(gòu)是因?yàn)闉槿龁蜗嘞鄻虻目乜刂瓶梢砸韵嗷ソ饨怦?，同同時(shí)還可可用于消消除零序序分量及及其諧波波電流，實(shí)實(shí)現(xiàn)不對對稱控制制。該有源濾波波器的控控制系統(tǒng)統(tǒng)采用雙雙 HYPERLINK t _blank DSPP結(jié)構(gòu)，其其中一個(gè)個(gè)DSPP處理器器用來完

18、完成數(shù)據(jù)據(jù)處理、控控制與高高層保護(hù)護(hù)功能；另一個(gè)個(gè)DSPP處理器器用來產(chǎn)產(chǎn)生高精精度PWWM脈沖沖?？刂浦破髦饕幸韵孪鹿δ埽?1) 控控制有源源濾波器器的行為為根據(jù)檢測出出的負(fù)荷荷電流的的諧波和和無功電電流分量量控制 HYPERLINK t _blank 逆逆變器的的輸出電電壓，使使有源濾濾波器輸輸出的補(bǔ)補(bǔ)償電流流與負(fù)荷荷諧波電電流和無無功電流流之和相相互抵消消，從而而使系統(tǒng)統(tǒng)電流為為基波正正序有功功電流。(2) 產(chǎn)產(chǎn)生觸發(fā)發(fā)脈沖經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路路控制IIGBTT的導(dǎo)通通和關(guān)斷斷產(chǎn)生PPWM觸觸發(fā)脈沖沖，使有有源濾波波器能輸輸出正確確的諧波波補(bǔ)償電電流。(3) 脈脈沖同步步根據(jù)從電網(wǎng)網(wǎng)取回的的同

19、步脈脈沖，產(chǎn)產(chǎn)生出與與電網(wǎng)電電壓同步步的脈沖沖信號(hào)，使使有源濾濾波器輸輸出的電電壓與電電網(wǎng)電壓壓保持同同步。(4) 自自我容錯(cuò)錯(cuò)功能一旦控制器器自身有有些元件件出現(xiàn)錯(cuò)錯(cuò)誤（如如電壓互互感器（PPT）斷斷線等），控控制器能能立即發(fā)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤誤并報(bào)警警，同時(shí)時(shí)不使裝裝置退出出運(yùn)行，故故障修復(fù)復(fù)后可以以容易地地恢復(fù)。（5）保護(hù)護(hù)功能當(dāng)有源濾波波器運(yùn)行行在過載載或其他他不正常常狀態(tài)下下，而電電流又沒沒有超過過保護(hù)動(dòng)動(dòng)作的整整定值時(shí)時(shí)，控制制器能通通過保護(hù)護(hù)功能使使有源濾濾波器回回到正常常工作狀狀態(tài)，避避免其底底層保護(hù)護(hù)動(dòng)作，從從而保證證了有源源濾波器器能夠連連續(xù)正常常工作。3 有源濾濾波器控控制器的的實(shí)

20、現(xiàn)有源濾波器器控制器器的原理理框圖如如圖2所所示?？刂破饕?60550Hzz（或更更高）的的采樣頻頻率對負(fù)負(fù)荷電流流、裝置置輸出的的補(bǔ)償電電流及系系統(tǒng)電壓壓進(jìn)行采采樣和AA/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。利利用諧波波分離算算法如ddq分解解法或aab分解解法及 HYPERLINK t _blank 其其它方法法對采樣樣電流進(jìn)進(jìn)行分解解，濾除除基波有有功分量量，保留留用作補(bǔ)補(bǔ)償所需需的諧波波電流。然然后采用用控制算算法據(jù)電電路參數(shù)數(shù)計(jì)算出出逆變器器應(yīng)產(chǎn)生生的諧波波電壓。將將諧波電電壓瞬時(shí)時(shí)值送至至DSPP脈沖發(fā)發(fā)生器，讓讓脈沖發(fā)發(fā)生器根根據(jù)諧波波電壓瞬瞬時(shí)值采采用SPPWM算算法決定定逆變器器開關(guān)元元件的動(dòng)動(dòng)作。脈

21、脈沖發(fā)生生器根據(jù)據(jù)電壓瞬瞬時(shí)值進(jìn)進(jìn)行SPPWM脈脈沖計(jì)算算以產(chǎn)生生驅(qū)動(dòng)脈脈沖。下面分別介介紹控制制器的各各項(xiàng)功能能。3.1 控控制算法法本系統(tǒng)的控控制算法法由諧波波和無功功電流的的檢測及及電流跟跟蹤控制制兩部分分組成。其其中諧波波和無功功電流的的計(jì)算是是基于三三相電路路瞬時(shí)無無功功率率理論3，如如圖3所所示。由于本文的的有源濾濾波器要要對直流流側(cè)的電電壓進(jìn)行行控制，因因此在指指令電流流中需要要包含一一定的基基波有功功分量，以以便有源源濾波器器的直流流側(cè)與交交流側(cè)交交換能量量，調(diào)節(jié)節(jié)電容電電壓至給給定值。圖4 所示示為電流流跟蹤控控制框圖圖。本系系統(tǒng)的電電流跟蹤蹤控制采采用PII控制，輸輸出控制

22、制量通過過雙口RRAM送送至脈沖沖發(fā)生器器，脈沖沖發(fā)生器器根據(jù)得得到的波波形信息息產(chǎn)生觸觸發(fā)脈沖沖，脈沖沖經(jīng)隔離離、整形形后驅(qū)動(dòng)動(dòng)主電路路的IGGBT使使逆變器器輸出相相應(yīng)電壓壓。補(bǔ)償償電流是是由逆變變器的輸輸出電壓壓與交流流側(cè) HYPERLINK t _blank 電源源電壓的的差值作作用于電電感而產(chǎn)產(chǎn)生的。圖5是用該該有源濾濾波器對對三相66脈沖整整流負(fù)載載產(chǎn)生的的諧波進(jìn)進(jìn)行補(bǔ)償償?shù)腁相相數(shù)字仿仿真結(jié)果果圖，仿仿真軟件件采用PPSCAAD。由由圖可知知補(bǔ)償后后的系統(tǒng)統(tǒng)電流與與系統(tǒng)電電壓同相相位，電電流波形形得到大大大改善善，但比比較負(fù)荷荷電流和和系統(tǒng)電電流可知知，在負(fù)負(fù)荷電流流變化較較快瞬

23、間間（對應(yīng)應(yīng)于整流流橋的換換相）補(bǔ)補(bǔ)償效果果差一些些，這是是因?yàn)橐a(bǔ)償快快速變化化的電流流要求AAPF產(chǎn)產(chǎn)生很高高的諧波波電壓，這這一方面面要求有有源濾波波器有很很快的響響應(yīng)速度度，另一一方面要要求直流流側(cè)產(chǎn)生生高壓，這這在實(shí)際際裝置中中是較難難實(shí)現(xiàn)的的，因此此在負(fù)載載電流變變化非常?？鞎r(shí)，AAPF的的補(bǔ)償能能力較差差。有關(guān)關(guān)系統(tǒng)不不對稱對對APFF的影響響及其對對零序電電流的補(bǔ)補(bǔ)償?shù)葐枂栴}仍在在進(jìn)一步步的研究究中。圖圖6為AA相系統(tǒng)統(tǒng)電流的的諧波分分析，負(fù)負(fù)載電流流的諧波波總畸變變率THHD為220.11%，補(bǔ)償償后的系系統(tǒng)電流流總畸變變率為99.4%，55、7、99、 HYPERLINK

24、 t _blank 111次諧波波電流的的含有率率均小于于5%。3.2 數(shù)數(shù)據(jù)采樣樣與處理理該DSP 處理器器對負(fù)荷荷側(cè)的三三相電流流、電壓壓信號(hào)以以及有源源濾波器器輸出的的電流信信號(hào)進(jìn)行行同步采采樣，然然后進(jìn)行行數(shù)據(jù)處處理。根根據(jù)負(fù)荷荷側(cè)的電電流與電電壓值計(jì)計(jì)算出瞬瞬時(shí)有功功、瞬時(shí)時(shí)無功功功率，再再經(jīng)過諧諧波檢測測與分離離算法計(jì)計(jì)算出補(bǔ)補(bǔ)償電流流的參考考值，該該值與有有源濾波波器實(shí)際際補(bǔ)償電電流的差差值通過過PI控控制環(huán)節(jié)節(jié)得到相相應(yīng)的控控制信號(hào)號(hào)。3.3 控控制器的的高層保保護(hù)與復(fù)復(fù)位功能能一旦有源濾濾波器過過流或者者過壓，保保護(hù)裝置置動(dòng)作將將IGBBT封鎖鎖使有源源濾波器器處于封封鎖狀態(tài)

25、態(tài)。此時(shí)時(shí)控制器器將根據(jù)據(jù)系統(tǒng)狀狀態(tài)和有有源濾波波器本身身的狀態(tài)態(tài)進(jìn)行判判斷，如如果二者者均恢復(fù)復(fù)正常則則控制器器會(huì)選擇擇適當(dāng)?shù)牡臅r(shí)機(jī)對對有源濾濾波器進(jìn)進(jìn)行復(fù)位位，使其其恢復(fù)到到正常運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)態(tài)2。4 高精度度脈沖發(fā)發(fā)生器過去基于單單片機(jī)的的脈寬調(diào)調(diào)制的實(shí)實(shí)現(xiàn)方案案中，由由于處理理器的指指令執(zhí)行行時(shí)間較較長，而而難以保保證脈沖沖精度，且且受相位位抖動(dòng)的的影響也也較顯著著4。數(shù)字字信號(hào)處處理器快快速的運(yùn)運(yùn)算能力力使得我我們有可可能采用用微處理理器結(jié)構(gòu)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高高精度的的脈沖發(fā)發(fā)生器，該該方法修修改脈沖沖發(fā)生部部分的程程序即可可產(chǎn)生各各種類型型的PWWM脈沖沖，簡單單靈活，有有較好的的通用性性5。4

26、.1 變變流器脈脈沖信號(hào)號(hào)之間的的關(guān)系圖7(a)、7(b)是是基于IIGBTT的單相相橋電壓壓型逆變變器的結(jié)結(jié)構(gòu)圖和和工作原原理示意意圖。假假定圖中中半導(dǎo)體體開關(guān)為為理想開開關(guān)，則則同一橋橋臂的兩兩個(gè)開關(guān)關(guān)的導(dǎo)通通與關(guān)斷斷是互補(bǔ)補(bǔ)的（因因?yàn)橥灰粯虮鄣牡膬蓚€(gè)開開關(guān)不能能同時(shí)導(dǎo)導(dǎo)通，否否則將會(huì)會(huì)因橋臂臂直通而而導(dǎo)致直直流電源源短路）。假假定上部部開關(guān)（圖圖(a)中的 HYPERLINK t _blank SSL和SSR）導(dǎo)導(dǎo)通而下下部開關(guān)關(guān)（圖(a)中中的SLL和SSR）關(guān)關(guān)斷時(shí)開開關(guān)狀態(tài)態(tài)為1，反反之為00。如果果任一時(shí)時(shí)刻都有有兩只管管子導(dǎo)通通，則單單相橋IIGBTT開關(guān)狀狀態(tài)的可可能組合合

27、只有110和001兩種種，輸出出電壓分分別對應(yīng)應(yīng)Edd和EEd。這樣，利用用一個(gè)66位的狀狀態(tài)字即即可表征征三單相相全橋逆逆變器的的輸出電電壓，如如10001100B表示示此時(shí)輸輸出電壓壓為A相相Edd，B相相Edd，C相相Edd。4.2 脈脈沖發(fā)生生器軟、硬硬件體系系結(jié)構(gòu)與與實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)采用用SPWWM方式式將載波波與參考考波的幅幅值進(jìn)行行比較，根根據(jù)比較較結(jié)果確確定輸出出開關(guān)的的狀態(tài)。本本有源濾濾波器系系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計(jì)目標(biāo)標(biāo)是消除除25次次（1.25 kHzz）以下下的諧波波，即參參考波的的最高頻頻率為11.255kHzz。由采采樣定理理可知采采樣頻率率必須大大于或等等于原信信號(hào)頻率率的2倍倍才

28、能保保持原信信號(hào)的全全部信息息，因此此本系統(tǒng)統(tǒng)中載波波（三角角波）的的最低頻頻率應(yīng)該該是2.5 kkHz。考考慮到提提高調(diào)制制波的頻頻率使功功率元件件的開關(guān)關(guān)頻率提提高，損損耗變大大，因而而本系統(tǒng)統(tǒng)中三角角波的頻頻率采用用2.55kHzz。由于于采用數(shù)數(shù)字離散散化方式式比較載載波和參參考波，因因而兩個(gè)個(gè)信號(hào)的的抽樣頻頻率越高高誤差就就越小?？伎紤]數(shù)字字信號(hào)處處理器的的實(shí)時(shí)處處理能力力，本系系統(tǒng)采用用每隔00.3比較一一次的方方法，即即抽樣頻頻率為660 kkHz。由由于周期期三角波波頻率為為2.55kHzz，所以以只需要要 HYPERLINK t _blank 24點(diǎn)幅幅值信息息即可以以滿足要

29、要求。在在實(shí)際應(yīng)應(yīng)用時(shí)，程程序中構(gòu)構(gòu)造兩張張表，一一張為224點(diǎn)的的調(diào)制三三角波幅幅值表，另另一張為為參考波波幅值表表，即003360之間間間隔0.3共共 HYPERLINK t _blank 12000點(diǎn)的的參考波波幅值，參參考波幅幅值由另另外一個(gè)個(gè)控制芯芯片提供供，通過過雙口RRAM提提供本系系統(tǒng)數(shù)字字接口。脈沖發(fā)生器器的硬件件結(jié)構(gòu)如如圖8。圖圖中的控控制器由由另外一一個(gè)DSSP芯片片（TMMS3220C331）實(shí)實(shí)現(xiàn)，輸輸出的控控制變量量為逆變變器輸出出電壓的的參考值值，兩個(gè)個(gè)DSPP芯片之之間通過過雙口RRAM交交換數(shù)據(jù)據(jù)。同步步信號(hào)發(fā)發(fā)生電路路完成對對電網(wǎng)電電壓信號(hào)號(hào)的濾波波和整形形處理，在在正弦