一种三相直流变换器的控制方法

摘要

本发明公布了一种三相直流变换器的控制方法，属直直变换器控制方法。本发明的三相直流变换器包括输入电源，三个全桥变换电路，滤波电路；该三相直直变换器第一～第三全桥变换电路的输出整流电压的相位相同，实现总的输出整流电压为单个全桥变换电路输出整流电压的3倍。本发明适用于宽输入电压的场合，解决了传统电压源变换器二极管电压应力高和电流源变换器输出电流脉动大的问题，减小了滤波电感的重量和体积，减小了功率开关管的电压和电流应力，减小了二极管的电压应力。

主权项

一种三相直流变换器的控制方法，包括输入电源U_in、第一全桥变换电路1、第二全桥变换电路2、第三全桥变换电路3和滤波电路4，其中第一全桥变换电路1包括第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄、隔离变压器T₁、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃和第四二极管D₄，第二全桥变换电路2包括第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇、第八开关管S₈、隔离变压器T₂、第五二极管D₅、第六二极管D₆、第七二极管D₇和第八二极管D₈，第三全桥变换电路3包括第九开关管S₉、第十开关管S₁₀、第十一开关管S₁₁、第十二开关管S₁₂、隔离变压器T₃、第九二极管D₉、第十二极管D₁₀、第十一二极管D₁₁和第十二二极管D₁₂，滤波电路4包括滤波电感L_f和滤波电容C_f；具体拓扑结构为：输入电源U_in的正极分别连接第一全桥变换电路1的正输入端、第二全桥变换电路2的正输入端和第三全桥变换电路3的正输入端，输入电源U_in的负极分别连接第一全桥变换电路1的负输入端、第二全桥变换电路2的负输入端和第三全桥变换电路3的负输入端；第一全桥变换电路1的正输入端连接第一开关管S₁的一端和第三开关管S₃的一端，第一开关管S₁的另一端连接隔离变压器T₁原边绕组N_P1的异名端和第二开关管S₂的一端，第三开关管S₃的另一端连接隔离变压器T₁原边绕组N_P1的同名端和第四开关管S₄的一端，第二开关管S₂的另一端和第四开关管S₄的另一端连接第一全桥变换电路1的负输入端，第一二极管D₁的阴极连接第三二极管D₃的阴极构成第一全桥变换电路1的正输出端，第二二极管D₂的阳极连接第四二极管D₄的阳极构成第一全桥变换电路1的负输出端，第一二极管D₁的阳极分别连接第二二极管D₂的阴极和隔离变压器T₁副边绕组N_S1的同名端，第三二极管D₃的阳极分别连接第四二极管D₄的阴极和隔离变压器T₁副边绕组N_S1的异名端；第二全桥变换电路2的正输入端连接第五开关管S₅的一端和第七开关管S₇的一端，第一开关管S₅的另一端连接隔离变压器T₂原边绕组N_P2的异名端和第六开关管S₆的一端，第七开关管S₇的另一端连接隔离变压器T₂原边绕组N_P1的同名端和第八开关管S₈的一端，第六开关管S₆的另一端和第八开关管S₈的另一端连接第二全桥变换电路2的负输入端，第五二极管D₅的阴极连接第七二极管D₇的阴极构成第二全桥变换电路2的正输出端，第六二极管D₆的阳极连接第八二极管D₈的阳极构成第二全桥变换电路1的负输出端，第五二极管D₅的阳极分别连接第六二极管D₆的阴极和隔离变压器T₂副边绕组N_S2的同名端，第七二极管D₇的阳极分别连接第八二极管D₈的阴极和隔离变压器T₂副边绕组N_S1的异名端；第三全桥变换电路3的正输入端连接第九开关管S₉的一端和第十一开关管S₁₁的一端，第九开关管S₉的另一端连接隔离变压器T₃原边绕组N_P3的异名端和第十开关管S₁₀的一端，第十一开关管S₁₁的另一端连接隔离变压器T₃原边绕组N_P3的同名端和第十二开关管S₁₂的一端，第十开关管S₁₀的另一端和第十二开关管S₁₂的另一端连接第三全桥变换电路3的负输入端，第九二极管D₉的阴极连接第十一二极管D₁₁的阴极构成第三全桥变换电路3的正输出端，第十二极管D₁₀的阳极连接第十二二极管D₁₂的阳极构成第三全桥变换电路3的负输出端，第九二极管D₉的阳极分别连接第十二极管D₁₀的阴极和隔离变压器T₃副边绕组N_S2的同名端，第十一二极管D₁₁的阳极分别连接第十二二极管D₁₂的阴极和隔离变压器T₃副边绕组N_S3的异名端；滤波电感L_f的一端连接第一全桥变换电路1的正输出端，滤波电感L_f的另一端连接滤波电容C_f的一端，滤波电容C_f的另一端连接第二全桥变换电路2的负输出端；第一～第十二开关管均具有反并联二极管。该直流变换器通过第一～第十二开关管的接通和关断，在第一～第三全桥变换电路的输出端产生各自整流输出电压U_rec1～U_rec3，所述整流输出电压U_rec1～U_rec3共同作用产生总的整流输出电压U_AB，并且所述总的整流输出电压U_AB经过滤波电路4维持输出电压U_o不变；开关管控制逻辑如下：第一开关管S₁、第五开关管S₅和第九开关管S₉的驱动信号同相位；第二开关管S₂、第六开关管S₆和第十开关管S₁₀的驱动信号同相位；第三开关管S₃、第七开关管S₇和第十一开关管S₁₁的驱动信号同相位；第四开关管S₄、第八开关管S₈和第十二开关管S₁₂的驱动信号同相位。