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专利号: 2020110086470
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高低压直流双输出集成型三相PWM整流变换器,其特征在于:包括第一MOS管S1、第一二极管D1、第二MOS管S2、第二二极管D2、第三MOS管S3、第三二极管D3、第四MOS管S4、第四二极管D4、第五MOS管S5、第五二极管D5、第六MOS管S6、第六二极管D6、第七MOS管S7、第七二极管D7、第一电解电容C1、第二电解电容C2、电感L、电阻RL、电源Ubat、以及三相交流电源中的A相交流电源UA、B相交流电源UB、C相交流电源UC、A相输入电感LA、B相输入电感LB、C相输入电感LC;

其中,第一MOS管S1的源极与第一二极管D1的阳极相对接,第一MOS管S1的漏极与第一二极管D1的阴极相对接,第二MOS管S2的源极与第二二极管D2的阳极相对接,第二MOS管S2的漏极与第二二极管D2的阴极相对接,第三MOS管S3的源极与第三二极管D3的阳极相对接,第三MOS管S3的漏极与第三二极管D3的阴极相对接,第四MOS管S4的源极与第四二极管D4的阳极相对接,第四MOS管S4的漏极与第四二极管D4的阴极相对接,第五MOS管S5的源极与第五二极管D5的阳极相对接,第五MOS管S5的漏极与第五二极管D5的阴极相对接,第六MOS管S6的源极与第六二极管D6的阳极相对接,第六MOS管S6的漏极与第六二极管D6的阴极相对接,第七MOS管S7的源极与第七二极管D7的阳极相对接,第七MOS管S7的漏极与第七二极管D7的阴极相对接;

A相交流电源UA、B相交流电源UB、C相交流电源UC三者的输入端彼此相连,A相交流电源UA的输出端对接A相输入电感LA的正极,B相交流电源UB的输出端对接B相输入电感LB的正极,C相交流电源UC的输出端对接C相输入电感LC的正极;A相输入电感LA的负极分别对接第一MOS管S1的源极、第二MOS管S2的漏极,B相输入电感LB的负极分别对接第三MOS管S3的源极、第四MOS管S4的漏极,C相输入电感LC的负极分别对接第五MOS管S5的源极、第六MOS管S6的漏极;

第六MOS管S6的源极、第七MOS管S7的漏极、电感L的其中一端三者相连,第一MOS管S1的漏极、第三MOS管S3的漏极、第五MOS管S5的漏极、第一电解电容C1的正极、电阻RL的其中一端五者相连,第二MOS管S2的源极、第四MOS管S4的源极、第七MOS管S7的源极、第二电解电容C2的负极、电源Ubat的负极、第一电解电容C1的负极、电阻RL的另一端七者相连,电感L的另一端、第二电解电容C2的正极、电源Ubat的正极三者相对接。

2.一种针对权利要求1所述一种高低压直流双输出集成型三相PWM整流变换器的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤A.检测A相交流电源UA输出端与B相交流电源UB输出端之间的电压uab、B相交流电源UB输出端与C相交流电源UC输出端之间的电压ubc、A相交流电源UA与A相输入电感LA之间的电流ia、B相交流电源UB与B相输入电感LB之间的电流ib,并进一步获得三相电压uabc、三相电流iabc,然后进入步骤B;

步骤B.将三相电压uabc作为PLL锁相输入,实现对A相交流电源基波电压相位的跟踪,并获得相位角θ,然后进入步骤C;

步骤C.根据相位角θ,针对三相电压uabc进行Clark变换,获得电压ud、uq;同时根据相位角θ,针对三相电流iabc进行Clark变换,获得电流id、iq,然后进入步骤D;

步骤D.由第一电解电容C1的两端获得母线电压udc,并结合参考母线电压 进行电压闭环控制,获得id电流闭环的参考电流 同时根据作为无功电流分量的电流iq,获得iq电流闭环的参考电流 然后进入步骤E;

步骤E.根据id电流闭环的参考电流 针对电流id进行电流闭环控制,并结合电压ud进行计算,获得调制电压信号 同时,根据iq电流闭环的参考电流 针对电流iq进行电流闭环控制,并结合电压uq进行计算,获得调制电压信号 然后进入步骤F;

步骤F.针对调制电压信号 和调制电压信号 进行Park变换,获得调制电压信号 和调制电压信号 然后进入步骤G;

步骤G.针对调制电压信号 和调制电压信号 进行SVPWM调制,获得ABC三相开关管驱动信号的调制信号Ta、Tb、Tc,然后进入步骤H;

步骤H.针对ABC三相开关管驱动信号的调制信号Ta、Tb、Tc,结合预设高频三角载波进行PWM控制,获得分别对应第一MOS管S1、第二MOS管S2、第三MOS管S3、第四MOS管S4、第五MOS管S5的驱动信号S'1、S'2、S'3、S'4、S'5,然后进入步骤I;

步骤I.根据电感L的参考电流 针对检测所获经过电感L的电流iL进行电流闭环控制,获得对应第七MOS管S7的驱动信号S'7的调制信号,然后进入步骤J;

步骤J.针对对应第七MOS管S7的驱动信号S'7的调制信号,结合预设高频三角载波进行进行PWM控制,获得对应第七MOS管S7的驱动信号S'7,然后进入步骤K;

步骤K.针对第五MOS管S5的驱动信号S'5和第七MOS管S7的驱动信号S'7,进行逻辑与非处理,获得对应第六MOS管S6的驱动信号S'6,然后进入步骤L;

步骤L.应用分别对应第一MOS管S1、第二MOS管S2、第三MOS管S3、第四MOS管S4、第五MOS管S5、第六MOS管S6、第七MOS管S7的驱动信号S'1、S'2、S'3、S'4、S'5、S'6、S'7,分别针对第一MOS管S1、第二MOS管S2、第三MOS管S3、第四MOS管S4、第五MOS管S5、第六MOS管S6、第七MOS管S7进行控制。

3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于:基于步骤A至步骤L的执行,所述高低压直流双输出集成型三相PWM整流变换器分别构成两种工作模式如下:工作模式一为三相电压型PWM整流器工作模式,用于实现对高压负载进行供电,其中,第六MOS管S6、第六二极管D6、第七MOS管S7、第七二极管D7共同组成C相桥臂的下管,同时第五MOS管S5和第五二极管D5组成C相桥臂上管,C相桥臂的上管与下管互补导通,进而构成整流模式下完整的C相桥臂;

工作模式二为Buck/Boost DC‑DC变换器工作模式,用于实现对低压负载进行供电,其中,第五MOS管S5、第五二极管D5、第六MOS管S6、第六二极管D6共同组成Buck/Boost DC‑DC变换器的上管,同时第七MOS管S7、第七二极管D7组成Buck/Boost DC‑DC变换器的下管,Buck/Boost DC‑DC变换器的上管与下管互补导通,构成Buck/Boost DC‑DC变换器。

4.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于:所述三相电压型PWM整流器工作模式中,定义第六MOS管S6、第六二极管D6、第七MOS管S7、第七二极管D7共同组成的C相桥臂下管# #

为MOS管S ,则C相具有两种开关状态,其一为第五MOS管S5关断,且MOS管S导通状态,其二第# #

五MOS管S5导通,且MOS管S关断状态;其中,当MOS管S导通,即第六MOS管S6与第七MOS管S7同#

时导通;当MOS管S导通关断,即第六MOS管S6与第七MOS管S7中至少存在一根MOS管关断。

5.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于:所述Buck/Boost DC‑DC变换器工作模式中,定义第五MOS管S5、第五二极管D5、第六MOS管S6、第六二极管D6共同组成Buck/Boost * * *

DC‑DC变换器的上管为MOS管S ,则MOS管S与第七MOS管S7构成开关状态,其一为MOS管S 导*

通,且第七MOS管S7关断状态;其二为MOS管S关断,且第七MOS管S7开通状态;其中,当MOS管* *

S导通,即第五MOS管S5与第六MOS管S6同时导通;当MOS管S导通关断,即第五MOS管S5与第六MOS管S6中至少存在一根MOS管关断。