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龍圖騰網(wǎng)獲悉國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司;哈爾濱工業(yè)大學(xué);國家電網(wǎng)有限公司申請的專利一種功率放大器寬頻高精度控制方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN117458893B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-09發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202311366191.9，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H02M7/04；該發(fā)明授權(quán)一種功率放大器寬頻高精度控制方法是由谷懷廣;劉棟;李彬彬;寇龍澤;高陽;米志偉;韓林潔設(shè)計研發(fā)完成，并于2023-10-20向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種功率放大器寬頻高精度控制方法在說明書摘要公布了：一種功率放大器寬頻高精度控制方法，屬于電力電子領(lǐng)域。包括開關(guān)功放部分的控制與線性功放部分的控制，開關(guān)功放部分主要包括輸出電壓控制環(huán)與環(huán)流控制環(huán)，采用參考電壓前饋控制與負載電流前饋控制，加快輸出電壓的控制速度，使直流功率放大器的輸出電壓能夠快速跟蹤參考電壓。采用總體能量平衡控制、相間能量平衡控制、橋臂間能量平衡控制，使各子模塊電容電壓平衡，保證了模塊化多電平結(jié)構(gòu)的開關(guān)型直流功率放大器穩(wěn)定運行。利用線性功率放大器的特性，使其與開關(guān)功放串聯(lián)連接，并作為電壓閉環(huán)快速精準補償參考波與開關(guān)功率放大器實際輸出之間的誤差，提高了功率放大器輸出頻率范圍與電壓精度，滿足了對高帶寬、高響應(yīng)速度的控制方法的需求。

本發(fā)明授權(quán)一種功率放大器寬頻高精度控制方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種功率放大器寬頻高精度控制方法，其特征在于，功率放大器包括模塊化多電平變換器和線性功率放大器LPA；該方法包括對開關(guān)功放的控制及線性功放的控制；開關(guān)功放中每一相包含上下兩個橋臂，每個橋臂含有一個電感和N個結(jié)構(gòu)相同的全橋子模塊堆疊而成，每個全橋子模塊含有一個全橋功率單元與一組電容器，其交流側(cè)經(jīng)變壓器接至電網(wǎng)，直流側(cè)作為開關(guān)功放輸出，開關(guān)功放輸出u1與線性功放輸出u2串聯(lián)，作為功率放大器的總輸出uout，即功率放大器輸出電壓uout；開關(guān)功放的控制包含外環(huán)控制與內(nèi)環(huán)控制，外環(huán)控制包括輸出電壓控制環(huán)、總體能量平衡控制環(huán)、相間能量平衡控制環(huán)、橋臂間能量平衡控制環(huán)，內(nèi)環(huán)控制包括環(huán)流控制環(huán)、交流電流控制環(huán)； 該方法包括下述步驟： 步驟一：執(zhí)行輸出電壓控制環(huán)，將uref作為輸出電壓給定信號與檢測的功率放大器輸出電壓uout二者做差后的差值送入PI控制器，得到直流電流控制量，同時檢測負載電流iout，將其作為前饋量與相加，并乘以13，得到各相的直流環(huán)流控制指令電流，其中j表示A、B、C三相； 步驟二：執(zhí)行橋臂間能量平衡控制環(huán)，將各相上橋臂電容電壓平均值uC_avg_upj作為給定信號，下橋臂電容電壓平均值uC_avg_lowj作為反饋信號，二者之差經(jīng)PI控制器后乘以，得到各相的基頻環(huán)流控制指令，與直流環(huán)流控制指令電流相加后得到環(huán)流控制環(huán)的給定信號；其中，為電網(wǎng)電壓頻率，為相電網(wǎng)電壓相位，為時間； 步驟三：執(zhí)行環(huán)流控制環(huán)，檢測開關(guān)型功率放大器各相環(huán)流作為反饋，與環(huán)流控制環(huán)的給定信號做差后送入比例諧振控制器（PR控制器）后得到一號數(shù)值， 檢測開關(guān)型功率放大器各相環(huán)流作為反饋，與環(huán)流控制環(huán)的給定信號做差后經(jīng)比例控制器（P控制器）進行控制后得到二號數(shù)值，一號數(shù)值與二號數(shù)值相加后得到各相共模電壓調(diào)節(jié)量，同時為了加快輸出電壓控制速度，將乘以12后與相加，得到各相共模電壓參考； 步驟四：執(zhí)行總體能量平衡控制環(huán)，以UC作為給定信號，監(jiān)測各子模塊電容器的電壓Usm，計算開關(guān)型功率放大器中所有全橋子模塊的電容電壓平均值作為反饋，其差值送入PI調(diào)節(jié)器進行控制，得到；N為自然數(shù)； 同時執(zhí)行相間能量平衡控制環(huán)，以所有全橋子模塊的電容電壓平均值作為參考，計算各相電容電壓平均值作為反饋，其差值經(jīng)P調(diào)節(jié)器作用后得到，與相加后再乘以該相交流電壓的參考相位信號作為各相交流電流控制環(huán)的給定信號； 同時執(zhí)行相間能量平衡控制環(huán)，以所有全橋子模塊的電容電壓平均值作為參考，計算各相電容電壓平均值作為反饋，其差值經(jīng)P調(diào)節(jié)器作用后得到，與相加后再乘以該相交流電壓的參考相位信號作為各相交流電流控制環(huán)的給定信號； 步驟五：執(zhí)行交流電流控制環(huán)，檢測交流電流作為反饋，與步驟四中的各相交流電流控制環(huán)的給定信號做差后送入比例諧振控制器（PR控制器）PRω后得到各相差模電壓參考，諧振頻率為； 步驟六：將各相共模電壓參考與各相差模電壓參考相減，得到各相上橋臂電壓參考；將各相共模電壓參考與各相差模電壓參考相加，得到各相下橋臂電壓參考；各相上橋臂電壓參考與各相下橋臂電壓參考經(jīng)過調(diào)制作用后得到各全橋子模塊中MOSFET的PWM開關(guān)信號； 步驟七：所述PWM開關(guān)信號控制開關(guān)功率放大器中的全橋子模塊后得到開關(guān)功放輸出電壓u1； 步驟八：輸出電壓給定信號減開關(guān)功放輸出電壓u1和線性功率放大器輸出電壓u2后的差值作為線性功率放大器的輸入信號，再經(jīng)線性功率放大器放大后得到u2； 步驟九：將開關(guān)功放輸出電壓u1與輸出電壓給定信號做差后作為線性功率放大器的電壓參考，同時將線性功率放大器的輸出電壓u2作為反饋，二者的誤差作為線性功率放大器的輸入，線性功率放大器對該誤差進行運算直至誤差完全補償。

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