一种高频电源双组协同输出控制方法及系统与流程

本发明涉及电力电子控制，具体涉及一种高频电源双组协同输出控制方法及系统。

背景技术：

1、在静电除尘、等离子体处理、脉冲电晕放电等工业应用场景中，高频高压电源系统通常采用基压叠加脉冲的双组架构，即一路直流基压回路提供稳定的基础电场能量，另一路高压脉冲回路在基压之上叠加瞬时高峰值脉冲，以满足特定工艺对电场强度及瞬态能量的双重需求。上述架构因其能量利用效率高、放电特性可调的优势，正逐渐成为大功率脉冲电源领域的主流方案。

2、现有的双组协同控制方法主要采用固定时序或预设波形的方式，即根据离线经验设定固定的基压幅值、脉冲峰值及脉冲宽度，运行时按预设参数开环输出。然而，实际工况中负载特性并非恒定不变，烟气流速、粉尘浓度、气体成分等因素的波动会导致等效阻抗发生剧烈且无规律的变化，进而引发二次电流的瞬态畸变。在这种条件下，固定参数的控制策略暴露出明显缺陷：一方面，当负载突然加重时，基压回路能量供给不足，导致脉冲前沿的电流上升速度变慢，无法形成有效的瞬时功率冲击，影响工艺效果；另一方面，在负载变轻或发生闪络预兆时，过高的固定脉冲峰值和过宽的脉宽极易引发过度放电甚至击穿，造成能量浪费并威胁系统安全。此外，脉冲回路与基压回路之间缺乏基于实时负载状态的信息交互与动态协调，二者仍处于各自独立或简单时序耦合的工作状态，无法根据电场瞬态变化进行参数的自适应联动调整。

3、因此，如何实时感知负载瞬态变化，并以此为依据对基压幅值、脉冲峰值及脉冲宽度进行三者之间的动态协同调节，避免固定参数带来的能量不匹配和放电失控问题，是当前该技术领域亟待解决的关键技术难题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种高频电源双组协同输出控制方法及系统，用于解决高频电源双组架构在负载瞬态波动时，因基压、脉冲峰值与脉宽三者固定且缺乏协同而导致能量失配、放电失控的问题。

2、鉴于上述问题，本发明提供了一种高频电源双组协同输出控制方法及系统。

3、第一方面，本发明提供了一种高频电源双组协同输出控制方法，包括：

4、当检测到二次电流的瞬时变化率超过预设波动阈值时，触发双组协同脉冲供电模式；

5、获取当前控制周期内基压回路的平均输出电压与脉冲回路在峰值保持阶段输出的峰值电压，并确定动态特征参数，其中，所述动态特征参数至少包括二次电流上升沿陡度和电流回落时间；

6、依据所述二次电流上升沿陡度修正基础电压给定值，得到动态基础电压，同时获取标定回落时间，并结合所述电流回落时间确定峰值补偿系数；

7、根据所述二次电流上升沿陡度与所述电流回落时间，生成电场瞬态响应指数，并将所述电场瞬态响应指数输入预置的电场瞬态响应补偿模型，获得峰值电压二次修正因子；

8、利用所述峰值补偿系数与所述峰值电压二次修正因子，形成复合修正系数，再依据所述复合修正系数调整脉冲峰值电压给定值，得到动态峰值电压；

9、根据所述动态基础电压与所述动态峰值电压，计算脉冲宽度压缩系数，并对当前脉冲宽度进行实时缩减，得到限幅脉冲宽度；

10、输出携带所述动态基础电压、所述动态峰值电压及所述限幅脉冲宽度的协同控制指令，以驱动基压回路输出所述动态基础电压，并驱动脉冲回路在所述限幅脉冲宽度内按照所述动态峰值电压进行高压脉冲输出。

11、第二方面，本发明提供了一种高频电源双组协同输出控制系统，包括：

12、瞬态检测与模式触发模块，用于当检测到二次电流的瞬时变化率超过预设波动阈值时，触发双组协同脉冲供电模式；

13、特征参数提取模块，用于获取当前控制周期内基压回路的平均输出电压与脉冲回路在峰值保持阶段输出的峰值电压，并确定动态特征参数，其中，所述动态特征参数至少包括二次电流上升沿陡度和电流回落时间；

14、基础电压修正模块，用于依据所述二次电流上升沿陡度修正基础电压给定值，得到动态基础电压，同时获取标定回落时间，并结合所述电流回落时间确定峰值补偿系数；

15、瞬态响应评估模块，用于根据所述二次电流上升沿陡度与所述电流回落时间，生成电场瞬态响应指数，并将所述电场瞬态响应指数输入预置的电场瞬态响应补偿模型，获得峰值电压二次修正因子；

16、峰值电压复合修正模块，用于利用所述峰值补偿系数与所述峰值电压二次修正因子，形成复合修正系数，再依据所述复合修正系数调整脉冲峰值电压给定值，得到动态峰值电压；

17、脉宽限幅计算模块，用于根据所述动态基础电压与所述动态峰值电压，计算脉冲宽度压缩系数，并对当前脉冲宽度进行实时缩减，得到限幅脉冲宽度；

18、协同控制指令输出模块，用于输出携带所述动态基础电压、所述动态峰值电压及所述限幅脉冲宽度的协同控制指令，以驱动基压回路输出所述动态基础电压，并驱动脉冲回路在所述限幅脉冲宽度内按照所述动态峰值电压进行高压脉冲输出。

19、本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

20、本发明的技术方案首先通过实时监测二次电流瞬时变化率并与统计阈值比对，在负载瞬态突变时快速触发双组协同脉冲供电模式，解决固定参数模式下响应滞后的问题。

21、进一步地，同步采集基压平均输出电压与脉冲峰值电压，并提取二次电流上升沿陡度和电流回落时间，为后续调节提供多维度实时反馈数据。

22、进一步地，依据上升沿陡度修正基础电压给定值得到动态基础电压，同时利用回落时间与标定值的偏差生成峰值补偿系数，分别实现基压幅值对负载吸收能力的自适应调节与脉冲峰值对放电恢复速度的初步匹配。

23、进一步地，融合上升沿陡度与回落时间生成电场瞬态响应指数，通过预置补偿模型输出峰值电压二次修正因子，以非线性映射能力弥补单一维度修正的精度不足。

24、进一步地，通过动态能量比构建融合权重，将峰值补偿系数与二次修正因子整合为复合修正系数并调整脉冲峰值电压给定值，实现双维度协同的峰值电压自适应调节。

25、进一步地，根据动态基础电压与动态峰值电压生成脉冲宽度压缩系数，并融合陡度、回落时间及能量比进行多层次修正，对脉宽实时缩减以匹配电压调节结果。

26、最后，将动态基础电压、动态峰值电压及限幅脉冲宽度封装为协同控制指令，同步驱动基压与脉冲回路执行，实现三参数的实时联动输出。

27、综上所述，本发明的技术方案在负载发生瞬态波动时，能够自动完成从模式触发、特征提取、基压与峰值电压的分维修正到脉宽联动调节的全过程，最终以统一指令驱动双组回路协同输出，从根本上消除了传统固定参数控制中基压、峰值电压与脉宽三者相互独立导致的总能量失配问题。在负载吸收增强或恢复减慢时主动降低基压、缩减峰值电压并同步压缩脉宽，在负载恢复时维持输出能力，既保障了工艺所需的瞬时功率冲击效果，又有效抑制了过度放电与闪络风险，最终提升了高频高压电源系统的能效、可靠性与动态品质。

1.一种高频电源双组协同输出控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种高频电源双组协同输出控制方法，其特征在于，所述预设波动阈值依据静电除尘器在干燥烟气工况下连续采集的多个二次电流瞬时变化率的历史数值计算均值与标准差的代数和确定，所述双组协同脉冲供电模式为基压回路进入电压跟随输出状态，脉冲回路进入受控间歇斩波输出状态，且每一脉冲周期结束后脉冲回路停止输出直至下一脉冲周期起始时刻。

3.根据权利要求1所述的一种高频电源双组协同输出控制方法，其特征在于，获取当前控制周期内基压回路的平均输出电压与脉冲回路在峰值保持阶段输出的峰值电压，并确定动态特征参数，包括：

4.根据权利要求3所述的一种高频电源双组协同输出控制方法，其特征在于，所述指定比例的计算步骤包括：

5.根据权利要求1所述的一种高频电源双组协同输出控制方法，其特征在于，依据所述二次电流上升沿陡度修正基础电压给定值，得到动态基础电压，同时获取标定回落时间，并结合所述电流回落时间确定峰值补偿系数，包括：

6.根据权利要求1所述的一种高频电源双组协同输出控制方法，其特征在于，根据所述二次电流上升沿陡度与所述电流回落时间，生成电场瞬态响应指数，包括：

7.根据权利要求1所述的一种高频电源双组协同输出控制方法，其特征在于，所述电场瞬态响应补偿模型的训练步骤包括：

8.根据权利要求1所述的一种高频电源双组协同输出控制方法，其特征在于，利用所述峰值补偿系数与所述峰值电压二次修正因子，形成复合修正系数，再依据所述复合修正系数调整脉冲峰值电压给定值，得到动态峰值电压，包括：

9.根据权利要求1所述的一种高频电源双组协同输出控制方法，其特征在于，根据所述动态基础电压与所述动态峰值电压，计算脉冲宽度压缩系数，并对当前脉冲宽度进行实时缩减，得到限幅脉冲宽度，包括：

10.一种高频电源双组协同输出控制系统，其特征在于，用于实施权利要求1-9任意一项所述的一种高频电源双组协同输出控制方法，所述系统包括：