基于三相整流橋的直流電源輸出自動控制方法

［摘 要］受電源內(nèi)阻以及負載變化的影響，直流電源輸出會出現(xiàn)不同程度的波動。為此，文章提出基于三相整流橋的直流電源輸出自動控制方法，在構建包含電源部分、二極管橋、負載部分以及濾波部分的三相橋式整流電路拓撲結構基礎上，通過對三相橋式整流電路拓撲結構中的電容值和電感值進行針對性設置，利用反饋控制策略，結合直流電源的實際運行工況，實現(xiàn)對其輸出的自適應控制。在測試結果中，設計控制方法下的輸出電壓與輸入電壓參數(shù)的擬合度最高，對應的控制效果最好。

［關鍵詞］三相整流橋；直流電源輸出；自動控制；三相橋式整流電路；拓撲結構；電容值；電感值；反饋控制策略

［中圖分類號］TM461 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）01–0013–03

對于直流電源而言，影響其輸出波動的因素很多，綜合分析可以概括為以下4 種：①電源內(nèi)阻導致電壓波動。內(nèi)阻的大小影響電流的穩(wěn)定性，當負載變化時，內(nèi)阻會進一步影響輸出電壓。②負載變化引起電源輸出波動。當負載設備突然改變其功率需求時，電源的輸出電壓可能會相應地升降。③電源到負載設備之間的線路電阻導致電壓下降。特別在長距離傳輸?shù)那闆r下，線路電阻可能會對輸出電壓產(chǎn)生顯著影響。④電源噪聲會導致輸出波動的增加。這種噪聲可能來源于內(nèi)部元件的物理特性變化，或者外部環(huán)境的干擾。結合上述分析結果，在控制直流電源輸出時，需要解決的核心問題就是穩(wěn)定性。一個穩(wěn)定的控制系統(tǒng)可以減少輸出波動，并確保在負載變化或其他干擾因素存在時，電源仍能保持相對穩(wěn)定的工作狀態(tài)。直流電源控制的效率同樣重要，在保證穩(wěn)定性的同時，需要盡量降低控制過程中的能量損失，從而提高電源的效率。不僅如此，直流電源控制還應當具有快速響應負載變化的能力。當負載設備的需求發(fā)生變化時，控制系統(tǒng)應能迅速調(diào)整電源輸出，以適應新的需求。在此基礎上，通過有效抑制電源噪聲，從而減少輸出波動和干擾，需要采取一系列措施，如濾波、穩(wěn)壓等。對直流電源輸出進行控制需要解決的核心問題是如何在保證穩(wěn)定性的同時，實現(xiàn)高效的、快速響應的、噪聲抑制的以及可擴展的控制。

結合上述分析結果，文章提出基于三相整流橋的直流電源輸出自動控制方法，并通過對比測試的方式，分析驗證了設計控制方法的性能。

1 基于三相整流橋的直流電源輸出自動控制方法設計

1.1 三相橋式整流電路拓撲結構構建

為了實現(xiàn)對直流電源輸出的自動控制，文章引入了三相整流橋。對于具體的三相橋式整流電路拓撲結構，充分考慮了實際應用階段的客觀需求以及三相交流電轉換為直流電過程中可能存在的擾動因素。圖1所示為構建的三相橋式整流電路拓撲結構。

（1）將1 個三相交流電源作為三相橋式整流電路的電源，具體由3 根火線和1 根零線組成，同時設置每根火線與1 個二極管的正極相連，零線則連接到整流橋的直流輸出端。結合實際應用需求，為了確保電路的正常工作，在電源端添加了1 個熔斷器作為短路保護裝置。