【摘 要】
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在现代社会生活中,电能是基本应用能源.电能的精确计量是关系国计民生的大事,电度表的检定是电能供给的必要环节.在检定装置中,校验电源由线性源升级换代为开关源是必然趋势.
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在现代社会生活中,电能是基本应用能源.电能的精确计量是关系国计民生的大事,电度表的检定是电能供给的必要环节.在检定装置中,校验电源由线性源升级换代为开关源是必然趋势.该文开发研制了高稳定开关逆变稳压电源,其输出交流电压信号有效值的精度为0.2﹪,输出容量为1kw,幅值调节细度达到0.1﹪输出电压有效值,相位调节细度可达0.01°、频率调节细度可达0.01IHz.这一研究成果对于电度表校验行业的发展具有重要意义.该文提出了一种应用在正弦波开关逆变电源的基于PID控制和重复控制的新型复合控制策略,保证了系统具有较好的动态响应和较高的输出波形质量.数字PID控制可以对误差快速跟踪并产生相应的调节作用,但在该电源系统中,其跟踪精度不够理想,波形畸变严重.重复控制具有对正弦给定信号近乎无静差跟踪的优势,输出波形畸变率低,但由于对误差的调节作用滞后一个给定信号周期,达不到系统对动态响应的要求.采用复合控制方案后,该电源系统同时得到了满意的稳态输出波形和动态效果.该文通过分析比较各种功率变换电路的优缺点,确定了全桥逆变式结构的主电路方案,选用了正弦波脉宽调制(SPWM)式的控制方法,设计了输入和输出滤彼电路、功率因数校正(PFC)电路、变压器和驱动电路,并完成了开关器件的选型.同时,采用了数字信号合成技术设计了信号发生电路,其输出信号具有波形精度高、稳定性好、谐波成分小、易于实现程控的优点,且电路简单、成本低.此外,还采用DSP及其外围电路构成的最小系统,一方面完成了PID控制和重复控制的复合控制的调节运算,另一方面实现了对信号发生电路的程控.该文基于ORCAD软件对电路模型进行了仿真研究,建立了实验模型装置并进行了稳态实验研究.研究结果证明,基于PID控制和重复控制的复合控制的逆变电源的输出电压具有高稳定、高精度且精细可调的的优良性能.
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