一種三相直流變換器的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種變換器的控制方法，尤其是一種三相直流變換器的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，能源的短缺和環(huán)境的污染已經(jīng)成為世界的焦點(diǎn)，可再生能源的發(fā)展和應(yīng)用受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。在可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池發(fā)出的電能都是電壓較低且變化范圍寬的直流電，而向電網(wǎng)送電需要電壓較高的直流電，因此需要直流變換器把低壓寬變化范圍的直流電轉(zhuǎn)換為適合并網(wǎng)的高電壓直流電。在清潔能源電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域中，往往需要將燃料電池或蓄電池提供的低壓且寬范圍變化的直流電轉(zhuǎn)換為較高電壓的直流電，如380V。在寬輸入電壓范圍的場(chǎng)合，傳統(tǒng)電壓源直流變換器存在輸入電流脈動(dòng)大和輸出整流二極管電壓應(yīng)力高的問(wèn)題，而傳統(tǒng)電流源直流變換器存在輸出電流脈動(dòng)大和開(kāi)關(guān)管電壓應(yīng)力高的問(wèn)題。此外，現(xiàn)有三相六橋臂直流變換器雖然輸入輸出電流脈動(dòng)小，但輸出整流二極管的電壓應(yīng)力仍然很高，且開(kāi)關(guān)管環(huán)流流過(guò)，增加了損耗。因此研究新型適合寬輸入的直流變換器來(lái)滿足后級(jí)并網(wǎng)逆變器的需要，有著重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中變換器的缺點(diǎn)，提出一種開(kāi)關(guān)管電流應(yīng)力小、二極管電壓應(yīng)力低、適合低壓寬輸入的三相直流變換器，并基于該變換器提出了一種控制方法。
[0004]本發(fā)明的三相直流變換器的控制方法，包括輸入電源Uin、第一全橋變換電路1、第二全橋變換電路2、第三全橋變換電路3和濾波電路4，其中第一全橋變換電路I包括第一開(kāi)關(guān)管S1、第二開(kāi)關(guān)管S2、第三開(kāi)關(guān)管S3、第四開(kāi)關(guān)管S4、隔離變壓器T1、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4，第二全橋變換電路2包括第五開(kāi)關(guān)管S5、第六開(kāi)關(guān)管S6、第七開(kāi)關(guān)管S7、第八開(kāi)關(guān)管S8、隔尚變壓器T2、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7和第八二極管D8,第三全橋變換電路3包括第九開(kāi)關(guān)管S9、第十開(kāi)關(guān)管S1Q、第十一開(kāi)關(guān)管Sn、第十二開(kāi)關(guān)管S12、隔離變壓器T3、第九二極管D9、第十二極管D1Q、第十一二極管D11和第十二二極管D12，濾波電路4包括濾波電感Lf和濾波電容Cf ；具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為:輸入電源Uin的正極分別連接第一全橋變換電路I的正輸入端、第二全橋變換電路2的正輸入端和第三全橋變換電路3的正輸入端，輸入電源U i n的負(fù)極分別連接第一全橋變換電路I的負(fù)輸入端、第二全橋變換電路2的負(fù)輸入端和第三全橋變換電路3的負(fù)輸入端;第一全橋變換電路I的正輸入端連接第一開(kāi)關(guān)管S1的一端和第三開(kāi)關(guān)管S3的一端，第一開(kāi)關(guān)管S1的另一端連接隔離變壓器!^原邊繞組Npi的異名端和第二開(kāi)關(guān)管&的一端，第三開(kāi)關(guān)管S3的另一端連接隔離變壓器1^原邊繞組1^的同名端和第四開(kāi)關(guān)管S4的一端，第二開(kāi)關(guān)管&的另一端和第四開(kāi)關(guān)管S4的另一端連接第一全橋變換電路I的負(fù)輸入端，第一二極管0:的陰極連接第三二極管D3的陰極構(gòu)成第一全橋變換電路I的正輸出端，第二二極管D2的陽(yáng)極連接第四二極管D4的陽(yáng)極構(gòu)成第一全橋變換電路I的負(fù)輸出端，第一二極管D1的陽(yáng)極分別連接第二二極管D2的陰極和隔離變壓器1^副邊繞組1^的同名端，第三二極管D3的陽(yáng)極分別連接第四二極管D4的陰極和隔離變壓器1^副邊繞組Ns1的異名端;第二全橋變換電路2的正輸入端連接第五開(kāi)關(guān)管S5的一端和第七開(kāi)關(guān)管S7的一端，第五開(kāi)關(guān)管S5的另一端連接隔離變壓器1~2原邊繞組Np2的異名端和第六開(kāi)關(guān)管S6的一端，第七開(kāi)關(guān)管S7的另一端連接隔離變壓器1~2原邊繞組Np2的同名端和第八開(kāi)關(guān)管S8的一端，第六開(kāi)關(guān)管S6的另一端和第八開(kāi)關(guān)管S8的另一端連接第二全橋變換電路2的負(fù)輸入端，第五二極管05的陰極連接第七二極管D7的陰極構(gòu)成第二全橋變換電路2的正輸出端，第六二極管D6的陽(yáng)極連接第八二極管D8的陽(yáng)極構(gòu)成第二全橋變換電路2的負(fù)輸出端，第五二極管D5的陽(yáng)極分別連接第六二極管D6的陰極和隔離變壓器!^副邊繞組Ns2的同名端，第七二極管D7的陽(yáng)極分別連接第八二極管D8的陰極和隔離變壓器!^副邊繞組Ns2的異名端;第三全橋變換電路3的正輸入端連接第九開(kāi)關(guān)管S9的一端和第十一開(kāi)關(guān)管Sn的一端，第九開(kāi)關(guān)管S9的另一端連接隔離變壓器T3原邊繞組Np3的異名端和第十開(kāi)關(guān)管Siq的一端，第十一開(kāi)關(guān)管Sn的另一端連接隔離變壓器T3原邊繞組Np3的同名端和第十二開(kāi)關(guān)管S12的一端，第十開(kāi)關(guān)管Siq的另一端和第十二開(kāi)關(guān)管S12的另一端連接第三全橋變換電路3的負(fù)輸入端，第九二極管D9的陰極連接第^^一二極管D11的陰極構(gòu)成第三全橋變換電路3的正輸出端，第十二極管D1的陽(yáng)極連接第十二二極管D12的陽(yáng)極構(gòu)成第三全橋變換電路3的負(fù)輸出端，第九二極管D9的陽(yáng)極分別連接第十二極管Diq的陰極和隔離變壓器T3副邊繞組Ns3的同名端，第十一二極管D11的陽(yáng)極分別連接第十二二極管D12的陰極和隔離變壓器T3副邊繞組Ns3的異名端;濾波電感Lf的一端連接第一全橋變換電路I的正輸出端，濾波電感Lf的另一端連接濾波電容Cf的一端，濾波電容Cf的另一端連接第三全橋變換電路3的負(fù)輸出端;第一?第十二開(kāi)關(guān)管均具有反并聯(lián)二極管;該直流變換器通過(guò)第一?第十二開(kāi)關(guān)管的接通和關(guān)斷，在第一?第三全橋變換電路的輸出端產(chǎn)生各自整流輸出電壓Urm1?1。3，整流輸出電壓Ure3c；1?Urec3共同作用產(chǎn)生總的整流輸出電壓UAB，并且總的整流輸出電壓Uab經(jīng)過(guò)濾波電路4維持輸出電壓U。不變。
[0005]開(kāi)關(guān)管控制邏輯如下:第一開(kāi)關(guān)管S1、第五開(kāi)關(guān)管S5和第九開(kāi)關(guān)管S9的驅(qū)動(dòng)信號(hào)同相位;第二開(kāi)關(guān)管&、第六開(kāi)關(guān)管S6和第十開(kāi)關(guān)管S1O的驅(qū)動(dòng)信號(hào)同相位;第三開(kāi)關(guān)管S3、第七開(kāi)關(guān)管S7和第十一開(kāi)關(guān)管Sn的驅(qū)動(dòng)信號(hào)同相位;第四開(kāi)關(guān)管S4、第八開(kāi)關(guān)管S8和第十二開(kāi)關(guān)管Sl2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)同相位。
[0006]第一?第十二開(kāi)關(guān)元件為IGBT或M0SFET。輸入電源UinS蓄電池、燃料電池或光伏電池中的一種。第一?第十二二極管為碳化娃二極管或快恢復(fù)二極管。第一?第三隔離變壓器原副邊的變比可相同也可不同。第一?第三隔離變壓器不耦合。第一?第三全橋變換電路采用移相控制或脈沖寬度調(diào)制控制。第一?第十二開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間相同。
[0007 ]本發(fā)明的三相直流變換器適用于寬輸入電壓的場(chǎng)合，其輸入電流和輸出電流的紋波較小，有利于延長(zhǎng)輸入電源的使用壽命，解決了傳統(tǒng)電壓源變換器二極管電壓應(yīng)力高和電流源變換器輸出電流脈動(dòng)大的問(wèn)題，減小了濾波電感的重量和體積，減小了功率開(kāi)關(guān)管的電壓和電流應(yīng)力，減小了二極管的電壓應(yīng)力。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1:本發(fā)明的三相直流變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009 ]由圖1可知，本申請(qǐng)的三相直流變換器包括輸入電源Uin、第一全橋變換電路1、第二全橋變換電路2、第三全橋變換電路3和濾波電路4，其中第一全橋變換電路I包括第一開(kāi)關(guān)管51、第二開(kāi)關(guān)管&、第三開(kāi)關(guān)管&、第四開(kāi)關(guān)管S4、隔離變壓器T1、第一二極管D1、第二二極管出、第三二極管D3和第四二極管D4,第二全橋變換電路2包括第五開(kāi)關(guān)管&、第六開(kāi)關(guān)管S6、第七開(kāi)關(guān)管S7、第八開(kāi)關(guān)管S8、隔尚變壓器T2、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7和第八二極管D8,第三全橋變換電路3包括第九開(kāi)關(guān)管S9、第十開(kāi)關(guān)管S1Q、第十一開(kāi)關(guān)管Sn、第十二開(kāi)關(guān)管S12、隔離變壓器T3、第九二極管D9、第十二極管D1q、第十一二極管D11和第十二二極管Dl2，濾波電路4包括濾波電感Lf和濾波電容Cf ;具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為:輸入電源Uin的正極分別連接第一全橋變換電路I的正輸入端、第二全橋變換電路2的正輸入端和第三全橋變換電路3的正輸入端，輸入電源Uin的負(fù)極分別連接第一全橋變換電路I的負(fù)輸入端、第二全橋變換電路2的負(fù)輸入端和第三全橋變換電路3的負(fù)輸入端;第一全橋變換電路I的正輸入端連接第一開(kāi)關(guān)管S1的一端和第三開(kāi)關(guān)管S3的一端，第一開(kāi)關(guān)管S1的另一端連接隔離變壓器T1原邊繞組1^的異名端和第二開(kāi)關(guān)管S2的一端，第三開(kāi)關(guān)管S3的另一端連接隔離變壓器1^原邊繞組1^的同名端和第四開(kāi)關(guān)管S4的一端，第二開(kāi)關(guān)管S2的另一端和第四開(kāi)關(guān)管S4的另一端連接第一全橋變換電路I的負(fù)輸入端，第一二極管0!的陰極連接第三二極管D3的陰極構(gòu)成第一全橋變換電路I的正輸出端，第二二極管出的陽(yáng)極連接第四二極管D4的陽(yáng)極構(gòu)成第一全橋變換電路I的負(fù)輸出端，第一二極管D1的陽(yáng)極分別連接第二二極管D2的陰極和隔離變壓器!^副邊繞組1^的同名端，第三二極管D3的陽(yáng)極分別連接第四二極管D4的陰極和隔離變壓器!^副邊繞組Ns1的異名端;第二全橋變換電路2的正輸入端連接第五開(kāi)關(guān)管S5的一端和第七開(kāi)關(guān)管S7的一端，第五開(kāi)關(guān)管S5的另一端連接隔離變壓器1~2原邊繞組Np2的異名端和第六開(kāi)關(guān)管S6的一端，第七開(kāi)關(guān)管S7的另一端連接隔離變壓器1~2原邊繞組Np2的同名端和第八開(kāi)關(guān)管S8的一端，第六開(kāi)關(guān)管S6的另一端和第八開(kāi)關(guān)管S8的另一端連接第二全橋變換電路2的負(fù)輸入端，第五二極管05的陰極連接第七二極管D7的陰極構(gòu)成第二全橋變換電路2的正輸出端，第六二極管D6的陽(yáng)極連接第八二