用于将交变电流转换为直流电流的方法和相关设备技术

本发明专利技术涉及一种用于将交变电流转换为直流电流的方法，所述方法由包括三相桥的转换设备来实现，其中，至少一个臂由串联安装的第一开关和第二开关组成，所述方法包括对转换设备输出的直流电压进行调解的步骤，其特征在于，该方法包括在调节步骤之前的过渡步骤，过渡步骤包括形成用于控制第一开关和第二开关的信号，信号的形成能够限制在将转换设备切换到交变网络上时的涌入电流的幅度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将交变电流转换为直流电流的方法和相关设备
本专利技术涉及一种用于将交变电流转换为直流电流(更普遍地称为AC/DC转换)的方法，以及相关的转换设备。本专利技术应用于例如飞行器的负载供电的配电。参与这样的配电的转换器首先将交变网络变换为直流网络。交变网络例如是当飞行器在地面上时由飞行器外部的发电机供电的电压网络。通过使用如此建立的直流网络，例如反相器之类其他的转换器对飞行器的诸如启动器之类的负载进行控制，启动器用于启动位于飞行器的尾锥体中的辅助动力单元。
技术介绍
迄今为止，用于生成直流网络的能量转换模式工作在两个连续步骤中，即：预载步骤，在该步骤期间，AC/DC转换设备通过电阻器的介入被连接到三相交变网络上，以及调节输出电压的步骤，以便将输出电压升高到期望值。预载电阻器对在将转换器切换到网络上时交变网络上出现的涌入电流进行限制。在预载过程中不存在调节。作为转换器一部分的半导体保持阻断状态，并且转换器则等效于三相二极管桥。图1示出了现有技术的AC/DC转换设备的全局架构，并且图2A和图2B为图1中示出的设备的详细示意图。AC/DC转换设备的全局架构包括预载电阻器块1，AC/DC转换块2，解耦电容器3，负载4(直流电压输出Vdc被施加于负载4的端子处)，控制电路5，分别具有电阻器r1、r2、r3的一组自感线圈L1、L2、L3，用于测量交变输入电压Va、Vb、Vc的设备MV，用于对流过各个自感线圈L1、L2、L3的输入电流IL1、IL2、IL3进行检测的设备MC，以及用于测量直流电压输出Vdc的设备MDC。设备MV、MC和MDC输出的测量值被传输到控制电路5，控制电路5输出的设定CSG被应用于AC/DC转换块2。图2A示出了预载电阻器块1的详细示意图。块1包括与三个单独的开关K11、K21、K31串联的三个电阻器R1、R2、R3，由串联的电阻器Ri和开关Ki1(i＝1，2，3)构成的整体与开关Ki2并联安装。图2B示出了AC/DC转换块2的详细示意图。块2包括由并联的三个臂制成的三相桥，每个臂由串联的两个开关制成，每个开关与续流二极管(free-wheelingdiode)并联安装。第一臂由开关Z1、Z2和二极管D1、D2形成。第二臂由开关Z3、Z4和二极管D3、D4形成。第三臂由开关Z5、Z6和二极管D5、D6形成。每个开关Zj拥有控制端子Gj(j＝1，2，……，6)。每个臂具有位于串联的两个开关之间的中间点，并且该中间点上施加有不同的交变输入电压。以此方式，电压Va被施加到开关Z1、Z2的中间点上，电压Vb被施加到开关Z3、Z4的中间点上，并且电压Vc被施加到开关Z5、Z6的中间点上。电容器K被安装在获取输出电压Vdc的端子之间。在预载阶段中，开关Ki1(i＝1、2、3)为导电的，并且开关Ki2处于阻断状态。各自的电流IL1、IL2、IL3则流过预载电阻器R1、R2、R3。电阻器R1、R2和R3使得可能在将AC/DC转换器块切换到交变网络上时限制交变网络上的涌入电流。在整个预载步骤期间，开关Zj处于阻断状态。输出电压Vdc上升到预载终止电压的值，预载终止电压与输入电压的有效值在理论上成正比。当输出电压Vdc达到其理论值时，电阻器Ri(i＝1，2，3)通过闭合开关Ki2(导电状态)而被短路，并且调节步骤被触发。在调节步骤的持久状态中，开关Zj根据设定CSG来控制以获得期望的输出电压。该工作模式的缺点是涌入电流(inrushcurrent)类型的过渡现象的存在于输出电压的调节的开始。其不利结果是使电力组件承受应力(可靠性和电感饱和度减小)并且阻止保持符合网络质量的标准和要求。图3和4示出了这些过渡现象的表现。图3示出了转换器的输出端处的电压Vdc，并且图4示出了与这些过渡现象相关联的输入电流ILi(i＝1，2，3)。在图4中表现出，在预载步骤和调节步骤(例如在图3和4中)之间的过渡过程中，交变网络上的涌入电流例如能够达到170A。在并联的N个转换器情况下，输入网络上的涌入电流乘以N。这例如造成能够达到500A的涌入电流(具有并联的三个转换器的情况)。这是一个实际的缺点。本专利技术的方法不具有此缺点。
技术实现思路
事实上，本专利技术涉及一种用于将交变电流转换为直流电流的方法，所述方法由转换设备实现，所述转换设备包括三相桥，所述三相桥能够将至少一个交变输入电压转换为直流电压，所述三相桥包括至少一个由串联安装的第一开关和第二开关组成的臂，每个开关具有能够控制所述开关的断开和闭合的控制输入端，所述方法包括调节所述直流电压的步骤，其特征在于，所述方法包括在调节步骤之前的过渡步骤，所述过渡步骤包括：使用所述交变输入电压来形成被施加到所述第一开关的控制输入端上的第一信号以及被施加到所述第二开关的控制输入端上的第二信号，其形成方式为：a)在所述交变输入电压的负交变期间，所述第一信号是脉冲信号，所述脉冲信号的连续脉冲的宽度随时间逐步增大，所述脉冲信号断开和闭合所述第一开关，并且所述第二信号为保持所述第二开关断开的连续信号；以及b)在所述交变输入电压的正交变期间，所述第一信号为保持所述第一开关断开的连续信号，并且所述第二信号是脉冲信号，所述脉冲信号的连续脉冲的宽度随时间逐步增大，所述脉冲信号断开和闭合所述第二开关。根据本专利技术的转换方法的额外特点，使用交变输入电压来形成所述第一信号和所述第二信号包括：生成连续脉冲，所述连续脉冲的宽度随时间逐步变宽；使用所述交变输入电压形成用于所述交变输入电压的所述正交变的电平1逻辑信号以及用于所述交变输入电压的所述负交变的电平0；对所述逻辑信号取反以形成取反逻辑信号；使用第一逻辑与门(AND)电路形成所述第一信号，所述第一逻辑与门电路在第一输入端处接收所述脉冲并且在第二输入端处接收所述逻辑信号；以及使用第二逻辑与门电路形成所述第二信号，所述第二逻辑与门电路在第一输入端处接收所述脉冲并且在第二输入端处接收取反逻辑信号。本专利技术还涉及一种用于将交变电流转换为直流电流的设备，所述设备包括能够实现本专利技术的方法的装置。附图说明通过对参考附图做出的优选实施例进行阅读，本专利技术的其他特点和优点应当明显，在附图中：图1示出了AC/DC转换设备的全局架构；图2A和2B是图1中所示的设备的详细示意图；图3和4示出了在预载步骤和电压调节步骤之间的过渡过程中出现在现有技术的AC/DC转换器中的过渡现象；图5示出了能够实现本专利技术的方法的AC/DC转换器；图6为图5中所示的AC/DC转换器的详细示意图；图7a、7b和7c示出了用于控制本专利技术的AC/DC转换设备的信号的形成；图8a和8b示出了本专利技术的AC/DC转换设备的电路的工作；图9a、9b和9c示出了在图7a－7c中所示的控制信号的作用下本专利技术的AC/DC转换设备的工作。具体实施方式图5示出了能够实现本专利技术的转换方法的交变电流到直流电流的转换器。除了自感线圈L1、L2、L3，相应的电阻器r1、r2、r3，转换块2和电容器3之外，AC/DC转换器包括控制电路6。本专利技术的转换方法包括在预载步骤和调节步骤之间的过渡步骤。控制电路6允许实现过渡步骤。一旦预载步骤结束，控制电路6被激活。预载步骤以公知的方式结束，例如通过计时或者一旦直流电压输出达到预定阈值。一旦控制电路6被激活，控制电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将交变电流转换为直流电流的方法，所述方法由转换设备实现，所述转换设备包括三相桥，所述三相桥能够将至少一个交变输入电压(Va、Vb、Vc)转换为直流电压(Vdc)，所述三相桥包括至少一个由串联安装的第一开关(Z1)和第二开关(Z2)组成的臂，每个开关具有能够控制所述开关的断开和闭合的控制输入端，所述方法包括调节所述直流电压的步骤，其特征在于，所述方法包括在调节步骤之前的过渡步骤，所述过渡步骤包括：使用所述交变输入电压(Va、Vb、Vc)来形成被施加到所述第一开关的控制输入端上的第一信号以及被施加到所述第二开关的控制输入端上的第二信号，其形成方式为：a)在所述交变输入电压的负交变期间，所述第一信号是脉冲信号，所述脉冲信号的连续脉冲的宽度随时间逐步增大，所述脉冲信号断开和闭合所述第一开关(Z1)，并且所述第二信号为保持所述第二开关(Z2)断开的连续信号；以及b)在所述交变输入电压的正交变期间，所述第一信号为保持所述第一开关(Z1)断开的连续信号，并且所述第二信号是脉冲信号，所述脉冲信号的连续脉冲的宽度随时间逐步增大，所述脉冲信号断开和闭合所述第二开关(Z2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.27 FR 12612871.一种用于将交变电流转换为直流电流的方法，所述方法由转换设备实现，所述转换设备包括三相桥，所述三相桥能够将至少一个交变输入电压(Va、Vb、Vc)转换为直流电压(Vdc)，所述三相桥包括至少一个由串联安装的第一开关(Z1)和第二开关(Z2)组成的臂，每个开关具有能够控制所述开关的断开和闭合的控制输入端，所述方法包括调节所述直流电压的调节步骤，并且所述方法包括在所述调节步骤之前的过渡步骤，所述过渡步骤包括：使用所述交变输入电压(Va、Vb、Vc)来形成被施加到所述第一开关的控制输入端上的第一信号以及被施加到所述第二开关的控制输入端上的第二信号，其形成方式为：a)在所述交变输入电压的负交变期间，所述第一信号是脉冲信号，所述脉冲信号的连续脉冲的宽度随时间逐步增大，所述脉冲信号断开和闭合所述第一开关(Z1)，并且所述第二信号为保持所述第二开关(Z2)断开的连续信号；以及b)在所述交变输入电压的正交变期间，所述第一信号为保持所述第一开关(Z1)断开的连续信号，并且所述第二信号是脉冲信号，所述脉冲信号的连续脉冲的宽度随时间逐步增大，所述脉冲信号断开和闭合所述第二开关(Z2)；其特征在于，使用所述交变输入电压(Va、Vb、Vc)形成所述第一信号和所述第二信号包括：生成连续脉冲，所述连续脉冲的宽度随时间逐步变宽；使用所述交变输入电压形成用于所述交变输入电压的所述正交变的电平1逻辑信号以及用于所述交变输入电压的所述负交变的电平0；对所述逻辑信号取反以形成取反逻辑信号；使用第一逻辑与门电路(14)形成所述第一信号，所述第一逻辑与门电路在第一输入端处接收所述脉冲并且在第二输入端处接收所述逻辑信号；以及使用第二逻辑与门电路(15)形成所述第二信号，所述第二逻辑与门电路在第一输入端处接收所述脉冲并且在第二输入端处接收取反逻辑信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中，一旦所述直流电压(Vdc)达到预定阈值(Vf)，则所述过渡步骤被中断并且所述调节步骤开始。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定阈值(Vf)为所调节的直流电压值的90％。4.一种用于将交变电流转换为直流电流的设备，包括能够将至少一个交变输入电压(Va、Vb、Vc)转换为直流电压(Vdc)的三相桥，所述三相桥包括至少一个由串联安装的第一开关(Z1)和第二开关(Z2)组成的臂，每个开关具有能够控制所述开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·卡斯米尔，文森特·乔尔吉斯，保罗·吉劳德，
申请(专利权)人：雷比诺动力系统公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR