AC-DC谐振变换电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了AC

【技术实现步骤摘要】
AC
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DC谐振变换电路及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电源电路，尤其涉及一种AC
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DC谐振变换电路及其控制方法。

技术介绍

[0002]AC
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DC变换器是将交流电变为直流电的一种电源装置，目前常见的AC
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DC隔离变换器为两级结构，前级为普通PWM整流器，后级为隔离型DC
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DC变换器。但此类变换器为两级结构，中间有储能环节，会降低变换器的工作效率，并且两级结构中的前级和后级需要分别进行调制和控制，极大的增加了控制复杂度。现有技术中的AC
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DC变换器架构如图1所示，三相或单相电源的能量经过PFC电路整流，将能量储存到直流母线上，通过调节原边输入模块中的开关将直流转变为交流存储到变压器T的原边绕组中，经过一定的匝数比将能量存储到变压器的副边绕组中，经过副边输出模块将交流转变成直流输出。中间涉及AC
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DC、DC
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DC两级能量传输过程，还有储能环节，降低了变换器的工作效率，而且整流模块、原边输入模块、副边输出模块均需要分别进行调制和控制，这极大的增加了控制难度。
[0003]因此，针对两级变换隔离型变换器变换效率低、控制复杂的问题，业界亟待提出了一种转换效率高，控制难度低的AC
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DC谐振变换电路及其控制方法。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术提出一种AC
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DC谐振变换电路及其控制方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案是设计一种AC
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DC谐振变换电路，其包括依次连接的交流电连接端、PFC
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BUS变换模块、变压器、副边变换模块，以及控制器；所述PFC
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BUS变换模块采用SVPWM调制算法生成的控制脉冲信号实施开关控制，可对输入的交流电进行功率因数校正、将交流电转换成直流电、并将直流电输送到所述变压器的原边；所述副边变换模块连接所述变压器的副边，可输出直流电；副边变换模块控制脉冲信号跟随PFC
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BUS变换模块控制脉冲信号，并且PFC
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BUS变换模块控制脉冲信号与副边变换模块控制脉冲信号之间设有相移控制角Φ。
[0006]所述PFC
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BUS变换模块包括6个开关组成的三对桥臂，三对桥臂的上桥臂连接正直流母线、下桥臂连接负直流母线，正、负直流母线之间连接所述电池组；第一桥臂包括第一开关Q1和第四开关Q4，两开关之间连接A接线点，A接线点连接交流电连接端中的U相和第一谐振支路；第二桥臂包括第二开关Q2和第五开关Q5，两开关之间连接B接线点，B接线点连接交流电连接端中的V相和第二谐振支路；第三桥臂包括第三开关Q3和第六开关Q6，两开关之间连接C接线点，C接线点连接交流电连接端中的W相和第三谐振支路；第一、第二和第三谐振支路结构相同，包括串联的谐振电容和谐振电感；第一、第二和第三谐振支路分别连接变压器原边三个线圈的头端，变压器原边三个线圈的尾端彼此相连。
[0007]所述副边变换模块包括6个开关组成的三对桥臂，三对桥臂的上桥臂连接电源正极V+、下桥臂连接电源负极V
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；第四桥臂包括第七开关Q7和第十开关Q10，两开关之间连接D
接线点，D接线点连接第一隔离电容Cg1一端；第五桥臂包括第八开关Q8和第十一开关Q11，两开关之间连接E接线点，E接线点连接第二隔离电容Cg2一端；第六桥臂包括第九开关Q9和第十二开关Q12，两开关之间连接F接线点，F接线点连接第三隔离电容Cg3一端；第一隔离电容Cg1、第二隔离电容Cg2和第三隔离电容Cg3的另一端分别连接变压器副边三个线圈的头端，变压器副边三个线圈的尾端彼此相连。
[0008]所述A接线点通过第一滤波电感L1连接交流电连接端中的U相；所述B接线点通过第二滤波电感L2连接交流电连接端中的V相；所述C接线点通过第三滤波电感L3连接交流电连接端中的W相。
[0009]所述电池组包括串联的第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1和第二电容C2之间的连接点与所述U相、V相、W相之间分别连接滤波电容（Cf1、Cf2、Cf3）。
[0010]所述电源正极V+和电源负极V
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之间串接第三电容C3和第四电容C4，第三电容C3和第四电容C4之间的连接点与所述变压器副边三个线圈的尾端相连。
[0011]所述正直流母线与负直流母线之间串联第十三开关Q13和第十四开关Q14，第十三开关Q13和第十四开关Q14之间的连接点连接所述交流电的零线。
[0012]所述交流电连接端中的U相串联第一电源开关S1，V相串联第二电源开关S2，W相串联第三电源开关S3，A接线点和第一谐振支路之间串接第四电源开关S4。
[0013]所述PFC
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BUS变换模块和副边变换模块中的功率开关皆采用双向开关，在充电模式中电能由PFC
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BUS变换模块流向副边变换模块，在逆变模式中电能由副边变换模块流向PFC
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BUS变换模块。
[0014]此外，本专利技术还提供了一种AC
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DC谐振变换电路，所述正直流母线连接第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极连接所述交流电的零线和第二二极管D2的阴极，第二二极管D2的阳极连接负直流母线。
[0015]本专利技术还设计了一种AC
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DC谐振变换电路控制方法，所述变换电路采用上述的AC
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DC谐振变换电路，所述控制方法包括以下步骤：步骤10.根据SVPWM调制算法生成PFC
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BUS变换模块控制脉冲信号；步骤20.控制副边变换模块控制脉冲信号跟随PFC
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BUS变换模块控制脉冲信号，并且PFC
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BUS变换模块控制脉冲信号与副边变换模块控制脉冲信号之间设有相移控制角Φ。
[0016]所述充电模式中相移控制角Φ为正，逆变模式中相移控制角Φ为负。
[0017]所述充电模式中相移控制角Φ为0至25%*T，逆变模式中相移控制角Φ为0至
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25%*T；其中T为PFC
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BUS变换模块控制脉冲信号的周期。
[0018]所述步骤10之前还包括以下步骤：步骤8.检测交流电，如是三相交流电转步骤9，如是单相交流电转步骤13；步骤9.合上所述第一电源开关S1、第二电源开关S2、第三电源开关S3和第四电源开关S4，转步骤10；步骤13.合上所述第一电源开关S1，断开第二电源开关S2、第三电源开关S3和第四电源开关S4，转步骤14；步骤14.第一开关Q1、第四开关Q4、第十三开关Q13和第十四开关Q4构成PFC整流模块,第二开关Q2、第三开关Q3、第五开关Q5和第六开关Q6构成原边变换模块，第八开关Q8、第九开关Q9、第十一开关Q11和第十二开关Q12构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AC
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DC谐振变换电路，其特征在于，包括依次连接的交流电连接端、PFC
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BUS变换模块、变压器、副边变换模块；所述PFC
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BUS变换模块采用SVPWM调制算法生成的控制脉冲信号实施开关控制，可对输入的交流电进行功率因数校正、将交流电转换成直流电、并将直流电输送到所述变压器的原边；所述副边变换模块连接所述变压器的副边，可输出直流电；副边变换模块控制脉冲信号跟随PFC
‑
BUS变换模块控制脉冲信号，并且PFC
‑
BUS变换模块控制脉冲信号与副边变换模块控制脉冲信号之间设有相移控制角Φ。2.如权利要求1所述的AC
‑
DC谐振变换电路，其特征在于，所述PFC
‑
BUS变换模块包括6个开关组成的三对桥臂，三对桥臂的上桥臂连接正直流母线、下桥臂连接负直流母线；第一桥臂包括第一开关Q1和第四开关Q4，两开关之间连接A接线点，A接线点连接交流电连接端中的U相和第一谐振支路；第二桥臂包括第二开关Q2和第五开关Q5，两开关之间连接B接线点，B接线点连接交流电连接端中的V相和第二谐振支路；第三桥臂包括第三开关Q3和第六开关Q6，两开关之间连接C接线点，C接线点连接交流电连接端中的W相和第三谐振支路；第一、第二和第三谐振支路结构相同，包括串联的谐振电容和谐振电感；第一、第二和第三谐振支路分别连接变压器原边三个线圈的头端，变压器原边三个线圈的尾端彼此相连。3.如权利要求2所述的AC
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DC谐振变换电路，其特征在于，所述副边变换模块包括6个开关组成的三对桥臂，三对桥臂的上桥臂连接电源正极V+、下桥臂连接电源负极V
‑
；第四桥臂包括第七开关Q7和第十开关Q10，两开关之间连接D接线点，D接线点连接第一隔离电容Cg1一端；第五桥臂包括第八开关Q8和第十一开关Q11，两开关之间连接E接线点，E接线点连接第二隔离电容Cg2一端；第六桥臂包括第九开关Q9和第十二开关Q12，两开关之间连接F接线点，F接线点连接第三隔离电容Cg3一端；第一隔离电容Cg1、第二隔离电容Cg2和第三隔离电容Cg3的另一端分别连接变压器副边三个线圈的头端，变压器副边三个线圈的尾端彼此相连。4.如权利要求2所述的AC
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DC谐振变换电路，其特征在于，所述A接线点通过第一滤波电感L1连接交流电连接端中的U相；所述B接线点通过第二滤波电感L2连接交流电连接端中的V相；所述C接线点通过第三滤波电感L3连接交流电连接端中的W相。5.如权利要求2所述的AC
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DC谐振变换电路，其特征在于，所述电池组包括串联的第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1和第二电容C2之间的连接点与所述U相、V相、W相之间分别连接滤波电容（Cf1、Cf2、Cf3）。6.如权利要求3所述的AC
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DC谐振变换电路，其特征在于，所述电源正极V+和电源负极V
‑
之间串接第三电容C3和第四电容C4，第三电容C3和第四电容C4之间的连接点与所述变压器副边三个线圈的尾端相连。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘钧，冯颖盈，徐金柱，
申请(专利权)人：深圳威迈斯新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：