三相两电平整流器制造技术

本申请涉及一种三相两电平整流器，包括开关模块和控制器，由于控制器仅需采样输入电流和电压环的输出值来实现整流器的控制，无需采样输入电压，也无需使用锁相环和坐标系变化的方法来实现高功率因素整流器的控制，使得输入电流的相位和频率能够跟踪交流侧电网的电压相位，实现整流器的输入电流和输入电压的同相工作

【技术实现步骤摘要】
三相两电平整流器


[0001]本专利技术涉及变换器
，具体涉及一种三相两电平整流器
。

技术介绍

[0002]整流器广泛应用于各种电力电子设备
。
如图1所示，整流器的常规控制策略前都是需要采样交流侧的输入电压和电流，并用锁相环获取交流侧电网的相位角度，再转用大量的三角函数计算转换到
dq
坐标系进行控制
。
然后使用
dq
解耦控制的方法分别控制
id
和
iq
，逆转
dq
到
abc
三相的控制量后在使用
SVM
等其它
PWM
调制策略对功率级进行控制
。
[0003]然而，整流器的整个控制器需要三角函数和坐标系变换，还有最为关键的是锁相环的设计，当三相电网不平衡时，使用普通的
SRF
‑
SPLL
基本不能胜任工作，输出的
dq
上存在2次谐波影响电流的控制效果
。
如果电网的高次谐波和不平衡程度加大时，就需要使用
DDSRF
‑
SPLL
来进行正负序解耦控制，其控制策略的算法复杂程度再次提升，而且锁相环也能完全克服电网频率变化时的响应速度，因此在恶劣电网环境，存在高次谐波和频率突变时，或是发电机应用等场景，依靠传统控制策略不再适用
。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种三相两电平整流器，使得输入电流的相位和频率能够跟踪交流侧电网的电压的相位和频率，实现整流器的输入电流和输入电压同相工作
。
[0005]根据第一方面，一种实施例中提供一种三相两电平整流器，用于将输入的三相交流电转换为直流电，所述三相交流电包括
A
相交流电
、B
相交流电和
C
相交流电，包括：开关模块和控制器；
[0006]所述开关模块包括第一下桥开关
、
第二下桥开关和第三下桥开关；所述第一下桥开关用于接收所述
A
相交流电，所述第二下桥开关用于接收所述
B
相交流电，所述第三下桥开关用于接收所述
C
相交流电；
[0007]所述开关模块用于在所述控制器输出的第一控制信号
、
第二控制信号和第三控制信号的控制下，将所述三相交流电转换为直流电；其中，所述第一控制信号用于控制所述第一下桥开关的导通或关断，所述第二控制信号用于控制所述第二下桥开关的导通或关断，所述第三控制信号用于控制所述第三下桥开关的导通或关断；
[0008]所述控制器用于获取所述
A
相交流电的电流值
、B
相交流电的电流值和
C
相交流电的电流值和所述整流器的电压环的输出值；基于所述
A
相交流电的电流值
、B
相交流电的电流值
、C
相交流电的电流值和所述整流器的电压环的输出值，确定第一控制量
、
第二控制量和第三控制量；基于所述第一控制量
、
第二控制量
、
第三控制量与预设
PWM
载波的关系，生成并输出所述第一控制信号
、
第二控制信号和第三控制信号
。
[0009]依据上述实施例的三相两电平整流器，包括开关模块和控制器，由于控制器仅需采样输入电流和电压环的输出值来实现整流器的控制，无需采样输入电压，也无需使用锁
相环和坐标系变化的方法来实现高功率因素整流器的控制，使得输入电流的相位和频率能够跟踪交流侧电网的电压相位，实现整流器的输入电流和输入电压的同相工作
。
附图说明
[0010]图1为现有的整流器的控制策略示意图；
[0011]图2为一种实施例的变换器的结构示意图；
[0012]图3为一种实施例的
Boost
变换器的电路示意图；
[0013]图4为电流
iL
和第一开关的开关周期示意图；
[0014]图5为开关模块的开关周期示意图；
[0015]图6为一种实施例的三相两电平整流器的结构示意图；
[0016]图7为一种实施例的三相两电平整流器的电路示意图；
[0017]图8为一种实施例的三相两电平整流器的控制器的控制框图；
[0018]图9为三相两电平整流器的一种仿真示意图；
[0019]图
10
为三相两电平整流器的另一种仿真示意图；
[0020]图
11
为三相两电平整流器的再一种仿真示意图
。
具体实施方式
[0021]下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明
。
其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号
。
在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解
。
然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件
、
材料
、
方法所替代
。
在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作
。
[0022]另外，说明书中所描述的特点
、
操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式
。
同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整
。
因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的
。
[0023]本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义
。
而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接
(
联接
)。
[0024]实施例一：
[0025]请参考图2，图2为一种实施例的变换器的结构示意图，本实施例提供的变换器
10
的电路结构为常见的
Boost
变换器，其包括：储能和能量转换模块
11、
开关模块
12、
续流模块
13、
滤波模块
14
和控制器
15。
开关模块
12
包括第一端
、
第二端和控制端；储能和能量转换模块
11
的输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三相两电平整流器，用于将输入的三相交流电转换为直流电，所述三相交流电包括
A
相交流电
、B
相交流电和
C
相交流电，其特征在于，包括：开关模块和控制器；所述开关模块包括第一下桥开关
、
第二下桥开关和第三下桥开关；所述第一下桥开关用于接收所述
A
相交流电，所述第二下桥开关用于接收所述
B
相交流电，所述第三下桥开关用于接收所述
C
相交流电；所述开关模块用于在所述控制器输出的第一控制信号
、
第二控制信号和第三控制信号的控制下，将所述三相交流电转换为直流电；其中，所述第一控制信号用于控制所述第一下桥开关的导通或关断，所述第二控制信号用于控制所述第二下桥开关的导通或关断，所述第三控制信号用于控制所述第三下桥开关的导通或关断；所述控制器用于获取所述
A
相交流电的电流值
、B
相交流电的电流值和
C
相交流电的电流值和所述整流器的电压环的输出值；基于所述
A
相交流电的电流值
、B
相交流电的电流值
、C
相交流电的电流值和所述整流器的电压环的输出值，确定第一控制量
、
第二控制量和第三控制量；基于所述第一控制量
、
第二控制量
、
第三控制量与预设
PWM
载波的关系，生成并输出所述第一控制信号
、
第二控制信号和第三控制信号
。2.
如权利要求1所述的三相两电平整流器，其特征在于，所述基于所述
A
相交流电的电流值
、B
相交流电的电流值
、C
相交流电的电流值和所述整流器的电压环的输出值，确定第一控制量
、
第二控制量和第三控制量，包括：将所述
A
相交流电的电流值与所述电压环输出值的比值作为第一控制量；将所述
B
相交流电的电流值与所述电压环输出值的比值作为第二控制量；将所述
C
相交流电的电流值与所述电压环输出值的比值作为第三控制量；其中，所述第一控制量
、
第二控制量和第三控制量均满足大于0且小于
1。3.
如权利要求1所述的三相两电平整流器，其特征在于，所述基于所述第一控制量
、
第二控制量
、
第三控制量与预设
PWM
载波的关系，生成并输出所述第一控制信号
、
第二控制信号和第三控制信号，包括：将第一控制量乘以预设开关周期时间，得到第一核心控制量；在所述预设
PWM
载波的各个周期内，将所述预设
PWM
载波大于或等于所述第一核心控制量的时间段作为所述第一下桥开关的关断时间段，将所述预设
PWM
载波小于所述第一核心控制量的时间段作为所述第一下桥开关的导通时间段；基于所述第一下桥开关的关断时间段和导通时间段，生成并输出各个周期的第一控制信号至所述第一下桥开关的控制端；其中，在所述第一下桥开关的关断时间段内生成用于控制第一下桥开关关断的第一控制信号，在所述第一下桥开关的导通时间段内生成用于控制第一下桥开关导通的第一控制信号；将第二控制量乘以预设开关周期时间，得到第二核心控制量；在所述预设
PWM
载波的各个周期内，将所述预设
PWM
载波大于或等于所述第二核心控制量的时间段作为所述第二下桥开关的关断时间段，将所述预设
PWM
载波小于所述第二核心控制量的时间段作为所述第二下桥开关的导通时间段；基于所述第二下桥开关的关断时间段和导通时间段，生成并输出各个周期的第二控制信号至所述第二下桥开关的控制端；
其中，在所述第二下桥开关的关断时间段内生成用于控制第二下桥开关关断的第二控制信号，在所述第二下桥开关的导通时间段内生成用于控制第二下桥开关导通的第二控制信号；所述基于所述第三控制量与预设
PWM
载波的关系，生成并输出所述第三控制信号至所述第三下桥开关的控制端，包括：将第三控制量乘以预设开关周期时间，得到第三核心控制量；在所述预设
PWM
载波的各个周期内，将所述预设
PWM
载波大于或等于所述第三核心控制量的时间段作为所述第三下桥开关的关断时间段，将所述预设
PWM
载波小于所述第三核心控制量的时间段作为所述第三下桥开关的导通时间段；基于所述第三下桥开关的关断时间段和导通时间段，生成并输出各个周期的第三控制信号至所述第三下桥开关的控制端；其中，在所述第三下桥开关的关断时间段内生成用于控制第三下桥开关关断的第三制信号，在所述第三下桥开关的导通时间段内生成用于控制第三下桥开关导通的第三控制信号
。4.
如权利要求3所述的三相两电平整流器，其特征在于，所述控制器包括：第一控制模块；所述第一控制模块包括：除法器
Divide1、
限幅器
Saturation1、
比例器
TBPRD1、
比较器
Relational Operator1
和
PWM
载波生成器
PWM_ramp
；所述除法器
Divide1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帅，盛琳，东伟，
申请(专利权)人：茂睿芯深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：