分别连接第六二极管D6的阴极和隔离变压器!^副边绕组Ns2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!^副边绕组Ns2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Sg的一端和第^ 开关管Sn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Np3的异名端和第十开关管Siq的一端，第十一开关管Sn的另一端连接隔离变压器T3原边绕组Np3的同名端和第十二开关管S12的一端，第十开关管Siq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^^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Diq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Diq的阴极和隔离变压器T3副边绕组Ns3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Ns3的异名端;滤波电感Lf的一端连接第一全桥变换电路I的正输出端，滤波电感Lf的另一端连接滤波电容Cf的一端，滤波电容Cf的另一端连接第三全桥变换电路3的负输出端;第一?第十二开关管均具有反并联二极管。
[0010]本申请的三相直直变换器通过第一?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urecl?urec3，整流输出电压Urecl?Urec3共同作用产生总的整流输出电压UAB，并且总的整流输出电压Uab经过滤波电路4维持输出电压U。不变。
[0011]第一开关管S1、第五开关管S5和第九开关管S9的驱动信号各相差120度;第二开关管&、第六开关管S6和第十开关管Siq的驱动信号各相差120度;第三开关管&、第七开关管S7和第十一开关管Sn的驱动信号各相差120度;第四开关管S4、第八开关管S8和第十二开关管S12的驱动信号各相差120度。因此，第一?第三全桥变换电路的输出整流电压的相位各相差120度，实现总的输出整流电压Uab的频率为单个全桥变换电路输出整流电压的3倍，从而减小了输出滤波器的体积和重量。
[0012]第一?第十二开关元件为IGBT或M0SFET。输入电源Uir^蓄电池、燃料电池或光伏电池中的一种。第一?第十二二极管为碳化娃二极管或快恢复二极管。第一?第三隔离变压器原副边的变比可相同也可不同。第一?第三隔离变压器不耦合。第一?第三全桥变换电路采用移相控制或脉冲宽度调制控制。第一?第十二开关管的导通时间相同。
[0013]假设各变压器的副原边匝数比η相同，本申请的三相直直变换器输入输出电压关系为
[0014]U0 = 3dnUin
[0015]式中，d为开关管的占空比，即导通时间U/开关周期fs。
[0016]因此，从上式可知，本发明的三相直直变换器的直流母线电压利用率是现有三相六桥臂直直变换器的1.5倍，即相同的输出电压，本发明的三相直直变换器的输出整流二极管的电压应力为现有三相六桥臂直直变换器的三分之二。
【主权项】
1.一种三相直直变换器的控制方法，包括输入电源Uin、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I包括第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管&、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、隔尚变压器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S1Q、第十一开关管Sn、第十二开关管S12、隔离变压器T3、第九二极管D9、第十二极管D1Q、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 i η的正极分别连接第一全桥变换电路I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Uin的负极分别连接第一全桥变换电路I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I的正输入端连接第一开关管Si的一端和第三开关管S3的一端，第一开关管Si的另一端连接隔离变压器Tl原边绕组Np1的异名端和第二开关管32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Npi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I的负输入端，第一二极管阴极连接第三二极管D3的阴极构成第一全桥变换电路I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I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T^iJ边绕组1^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T^iJ边绕组Ns1的异名端;第二全桥变换电路I的正输入端连接第五开关管S5的一端和第七开关管S3的一端，第五开关管S5的另一端连接隔离变压器1~2原边绕组Np2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1~2原边绕组Np2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2的负输出端，第五二极管他的阳极分别连接第六二极管D6的阴极和隔离变压器!^副边绕组1^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1^副边绕组Ns2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Sg的一端和第^ 开关管Sn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Np3的异名端和第十开关管Siq的一端，第十一开关管Sn的另一端连接隔离变压器T3原边绕组Np3的同名端和第十二开关管S12的一端，第十开关管S1q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Dg的阴极连接第^ 二极管Dii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Diq的阴极和隔离变压器T3副边绕组Ns3的同名端，第十一二极管Dn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Ns3的异名端;滤波电感Lf的一端连接第一全桥变换电路I的正输出端，滤波电感Lf的另一端连接滤波电容Cf的一端，滤波电容Cf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;该直直变换器通过第一?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Urecl?Urec3，所述整流输出电压Urecl?Urec3共同作用产生总的整流输出电压UAB，并且所述总的整流输出电压Uab经过滤波电路4维持输出电压U。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的驱动信号各相差120度;第二开关管S2、第六开关管S6和第十开关管Siq的驱动信号各相差120度;第三开关管&、第七开关管S7和第十一开关管Sn的驱动信号各相差120度;第四开关管S4、第八开关管S8和第十二开关管Si2的驱动信号各相差120度。2.根据权利要求1所述的三相直直变换器，所述第一?第十二开关元件为IGBT或MOSFETo3.根据权利要求1所述的三相直直变换器，所述输入电源Uin为蓄电池、燃料电池或光伏电池中的一种。4.根据权利要求1所述的三相直直变换器，所述第一?第十二二极管为碳化硅二极管或快恢复二极管。5.根据权利要求1所述的三相直直变换器，所述第一?第三隔离变压器原副边的变比可相同也可不同。6.根据权利要求1所述的三相直直变换器，所述第一?第三隔离变压器不耦合。7.根据权利要求1所述的三相直直变换器的控制方法，所述第一?第三全桥变换电路采用移相控制或脉冲宽度调制控制。8.根据权利要求1所述的三相直直变换器的控制方法，所述第一?第十二开关管的导通时间相同。
【专利摘要】本发明公布了一种三相直直变换器的控制方法，属直直变换器控制方法。本发明的三相直直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各相差120度，实现总的输出整流电压的频率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。
【IPC分类】H02M3/335, H02M1/14
【公开号】CN105656313
【申请号】
【发明人】姚志垒, 徐进, 于学华, 徐静, 陆广平, 陈荣
【申请人】盐城工学院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月4日