CN103973136A - Vienna整流器电流采样装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供VIENNA整流器电流采样装置及方法，涉及能源领域，通过一个电流传感器获得三相电流值，减小了设备体积，降低了成本，消除了传感器增益差异造成的采样电路压降的不均衡。该装置包括:第一交流电源通过第一电感与第一二极管、第一开关和第四二极管连接，第一二极管通过第一电容和第二电容与第四二极管连接；第二交流电源通过第二电感与第二二极管、第二开关和第五二极管连接，第二二极管通过第一电容和第二电容与第五二极管连接；第三交流电源通过第三电感与第三二极管、第三开关和第六二极管连接，第三二极管通过第一电容和第二电容与第六二极管连接；第一开关、第二开关和第三开关分别通过电流传感器与第一电容连接。

Description

VIENNA整流器电流采样装置及方法

技术领域

本发明涉及能源领域，尤其涉及VIENNA整流器电流采样装置及方法。

背景技术

在三相三开关三电平(VIENNA)整流器的控制系统中，获取相电流是一个关键环节。

现有技术中，通常需要在交流输入端设置至少两个电流传感器及其配套采样调理电路才能获得三相电流。但是，由于采用多个电流传感器，使得设备的体积变大，增加了设备的成本，而且，多个传感器增益的差异造成了采样调理电路压降不均衡，使得三相电流存在幅值差异。

发明内容

本发明的实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置及方法，通过一个电流传感器对电流进行采样而获得三相电流值，减小了设备体积，降低了设备的成本，同时消除了由于传感器增益的差异造成的采样调理电路压降不均衡。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种VIENNA整流器电流采样装置，包括：第一交流电源，所述第一交流电源的一端通过第一电感分别与第一二极管的正极、第一开关的一端和第四二极管的负极连接，所述第一二极管的负极与第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第四二极管的正极连接；

第二交流电源，所述第二交流电源的一端与所述第一交流电源的另一端连接，所述第二交流电源的另一端通过第二电感分别与第二二极管的正极、第二开关的一端和第五二极管的负极连接，所述第二二极管的负极与所述第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与所述第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第五二极管的正极连接；

第三交流电源，所述第三交流电源的一端与所述第一交流电源的另一端连接，所述第三交流电源的另一端通过第三电感分别与第三二极管的正极、第三开关的一端和第六二极管的负极连接，所述第三二极管的负极与所述第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与所述第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第六二极管的正极连接；

所述第一开关的另一端、所述第二开关的另一端和所述第三开关的另一端分别通过电流传感器与所述第一电容的负极连接。

在第一方面第一种可能的实现方式中，结合第一方面，所述装置还包括：负载电阻，所述负载电阻的一端与所述第一电容的正极连接，所述负载电阻的另一端与所述第二电容的负极连接。

在第一方面第二种可能的实现方式中，结合第一方面或第一方面第一种可能的实现方式，所述电流传感器为霍尔传感器。

在第一方面第三种可能的实现方式中，结合第一方面或第一方面第一种可能的实现方式，所述电流传感器为分流电阻。

在第一方面第四种可能的实现方式中，结合第一方面第三种可能的实现方式，所述电流传感器还包括：电流采样模块，用于检测流经所述分流电阻的电流。

第二方面，本发明实施例提供一种VIENNA整流器电流采样方法，应用于如上所述的VIENNA整流器电流采样装置，所述方法包括:

获取第一开关组合对应的第一相的电流值，所述第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合；

获取第二开关组合对应的第二相的电流值，所述第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合；

根据预设的电流关系式，以及所述第一相的电流值和所述第二相的电流值，获得第三相的电流值。

在第二方面第一种可能的实现方式中，结合第二方面，所述获取第一开关组合对应的第一相的电流值，所述第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合，具体包括：

在预存储的开关组合与相电流关系表中查找所述第一开关组合对应的第一相；

获取所述第一开关组合对应的第一电流值，所述第一电流值为所述第一相的电流值，所述第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合。

在第二方面第二种可能的实现方式中，结合第二方面，所述获取第二开关组合对应的第二相的电流值，所述第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合，具体包括:

在预存储的开关组合与相电流关系表中查找所述第二开关组合对应的第二相；

获取所述第二开关组合对应的第二电流值，所述第二电流值为所述第二相的电流值，所述第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合。

在第二方面第三种可能的实现方式中，结合第二方面，所述预设的电流关系式为第一相的电流值、第二相的电流值和第三相的电流值三者之和为0。

在第二方面第四种可能的实现方式中，结合第二方面至第二方面第三种可能的实现方式，所述第一开关组合与所述第二开关组合是不同的。

本发明实施例提供一种VIENNA整流器电流采样装置及方法，包括：第一交流电源，所述第一交流电源的一端通过第一电感分别与第一二极管的正极、第一开关的一端和第四二极管的负极连接，所述第一二极管的负极与第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第四二极管的正极连接；第二交流电源，所述第二交流电源的一端与所述第一交流电源的另一端连接，所述第二交流电源的另一端通过第二电感分别与第二二极管的正极、第二开关的一端和第五二极管的负极连接，所述第二二极管的负极与所述第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与所述第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第五二极管的正极连接；第三交流电源，所述第三交流电源的一端与所述第一交流电源的另一端连接，所述第三交流电源的另一端通过第三电感分别与第三二极管的正极、第三开关的一端和第六二极管的负极连接，所述第三二极管的负极与所述第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与所述第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第六二极管的正极连接；所述第一开关的另一端、所述第二开关的另一端和所述第三开关的另一端分别通过电流传感器与所述第一电容的负极连接。在本发明提出的方案中，可以通过一个电流传感器对电流采样而获得三相电流值，在减少电流传感器数量的同时，减小了设备体积，降低了设备成本，同时消除了由于不同传感器增益的差异造成的采样调理电路压降不均衡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的扇区划分示意图；

图3为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置结构示意图一；

图5为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置结构示意图二；

图6为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置结构示意图三；

图7为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置结构示意图四；

图8为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置结构示意图五；

图9为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置结构示意图六；

图10为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置结构示意图七；

图11为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置结构示意图八；

图12为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样方法流程示意图；

图13为本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样方法流程示意图二；

图14为本发明实施例提供的不同开关组合时的电流值采样示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供一种VIENNA整流器电流采样装置，如图1所示，包括：

第一交流电源Vu，第一交流电源Vu的一端通过第一电感L1分别与第一二极管D1的正极、第一开关S1的一端和第四二极管D4的负极连接，第一二极管D1的负极与第一电容C1的正极连接，第一电容C1的负极与第二电容C2的正极连接，第二电容C2的负极与第四二极管D4的正极连接；

第二交流电源Vv，第二交流电源Vv的一端与第一交流电源Vu的另一端连接，第二交流电源Vv的另一端通过第二电感L2分别与第二二极管D2的正极、第二开关S2的一端和第五二极管D5的负极连接，第二二极管D2的负极与第一电容C1的正极连接，第一电容C1的负极与第二电容C2的正极连接，第二电容C2的负极与第五二极管D5的正极连接；

第三交流电源Vw，第三交流电源Vw的一端与第一交流电源Vu的另一端连接，第三交流电源Vw的另一端通过第三电感L3分别与第三二极管D3的正极、第三开关S3的一端和第六二极管D6的负极连接，第三二极管D3的负极与第一电容C1的正极连接，第一电容C1的负极与第二电容C2的正极连接，第二电容C2的负极与第六二极管D6的正极连接；

第一开关S1的另一端、第二开关S2的另一端和第三开关S3的另一端分别通过电流传感器与第一电容C1的负极连接。

需要说明的是，本发明实施例中的电子元件前限定的“第一”、“第二”、“第三”等是为了对多个同类电子元件进行区分，不作为限定用语，例如“第一二极管”仅是指代其中的一个二极管，并不表示第一个二极管。

具体的，在本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置中，VIENNA整流器为三相三开关三电平整流器，“三相”指的是三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源；“三开关”指的是三个开关元件；“三电平”指的是三种电平。例如，在本实施例中，三相交流电源为第一交流电源、第二交流电源和第三交流电源；“三开关”为第一开关、第二开关和第三开关。

如图2所示，设定第一交流电源Vu输出的第一电压信号为Va，第一电流信号为Iu；第二交流电源Vv输出的第二电压信号为Vb，第二电流信号为Iv；第三交流电源Vw输出的第三电压信号为Vc，第三电流信号为Iw。

VIENNA整流器电流采样装置工作在单位功率因数条件下，将交流信号的工频周期划分为6个扇区，每个扇区的区间间隔为60°，如图2所示，在不同的扇区时，三相交流电源输出的电压信号是不同的，同样的电流信号也是不同的。例如，当电压矢量处于扇区2时，Va>0，Iu>0，Vb<0，Iv<0，Vc<0，Iw<0。

需要说明的是，第一开关S1，第二开关S2，第三开关S3可以是功率开关，也可以是其它满足设计需求的开关，本发明实施例对此不作具体限定。

其中，第一开关S1，第二开关S2，第三开关S3中的每个开关都存在导通、或者关断2种状态，若设定开关Sx(x＝1、2、3)导通时定义为状态“1”，关断时定义为状态“0”，那么VIENNA整流器电流采样装置共有8种开关组合，具体如表1-1所示。为了描述简单，将开关S1、S2、S3所处的8种开关组合表示为(111)、(110)、(101)、(011)、(100)、(010)、(001)、(000)。

表1-1

具体以扇区2为例进行说明各个开关组合下VIENNA整流器电流采样装置的工作状态及其等效电路，如图4至图11所示，其中，图4为开关组合为(111)的等效电路图，图5为开关组合为(110)的等效电路图，图6为开关组合为(101)的等效电路图，图7为开关组合为(011)的等效电路图，图8为开关组合为(100)的等效电路图，图9为开关组合为(010)的等效电路图，图10为开关组合为(001)的等效电路图，图11为开关组合为(000)的等效电路图，其中，各个开关组合的等效电路图中粗线表示的电流通过的线路。

具体以图5的开关组合(110)的等效电路图为例进行说明电路中电流的流向，从图2中可知，在扇区2时，三相交流电源的电压分别为Va>0，Vb<0，Vc<0，当开关组合为(110)，即第一开关S1导通，第二开关S2导通，第三开关S3关断，如图5所示，电流由Vu流经L1、S1之后分流，一路经S2、L2流向Vv，一路经R、D6、L3流向Vw。对于其它7中开关组合的电流流向可参考图4，以及图6至图11所示，图中用粗线表示了电流通过的线路，并用箭头标注了电流的流向，具体可参考上述开关组合(110)的说明，本发明实施例在此不再赘述。

假定三相交流电源中的一个交流电源输出的电流对应为一个相电流，Vu输出的第一相电流表示为Iu，Vv输出的第二相电流表示为Iv，Vw输出的第三相电流表示为Iw，流经电流传感器R的电流表示为中点电流I,通过理论分析各个开关组合下VIENNA整流器电流采样装置的工作状态及其等效电路(如图4～图11所示)，可以得出扇区2各开关组合下流经电流传感器R的中点电流I与相电流的对应关系，如表1-2所示。

表1-2

同理可以对其它扇区的各开关组合下VIENNA整流器电流采样装置的工作状态进行分析，可以得出：各开关组合下中点电流与交流输出相电流有确定的对应关系，该对应关系与扇区无关，如表1-2所示。根据中点电流识别相电流的角度，我们定义开关组合(001)、(010)、(011)、(100)、(101)、(110)等6个开关组合为有效开关组合。

VIENNA整流器电流采样装置采用空间矢量脉冲宽度调制(SpaceVector Pulse Width Modulation，简称：SVPWM)方式进行调制。在同一SVPWM开关周期内，分别在两个有效开关组合处采样中点电流，得到两相的电流值，再根据三相的电流值和为零Iu+Iv+Iw＝0，从而得出三相的电流值。

进一步的，如图3所示，所述的VIENNA整流器电流采样装置还包括：负载电阻RO，负载电阻RO的一端与第一电容C1的正极连接，负载电阻RO的另一端与第二电容C2的负极连接。

可选的，电流传感器可以为霍尔传感器，也可以为分流电阻。

需要说明的是，电流传感器可以是分流电阻，也可以是霍尔传感器，还可以是其它满足设计需求的电流采样单元，本发明实施例对此不作具体限定。

进一步的，电流传感器为分流电阻，所述电流传感器还可以包括：电流采样模块，用于检测流经所述分流电阻的电流。

具体的，VIENNA整流器电流采样装置采用的电流传感器可以直接对电流进行采样，也可以通过电流采样模块与分流电阻并联连接，并对流经分流电阻的电流进行采样检测。

本发明实施例提供一种VIENNA整流器电流采样装置，包括：第一交流电源，所述第一交流电源的一端通过第一电感分别与第一二极管的正极、第一开关的一端和第四二极管的负极连接，所述第一二极管的负极与第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第四二极管的正极连接；第二交流电源，所述第二交流电源的一端与所述第一交流电源的另一端连接，所述第二交流电源的另一端通过第二电感分别与第二二极管的正极、第二开关的一端和第五二极管的负极连接，所述第二二极管的负极与所述第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与所述第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第五二极管的正极连接；第三交流电源，所述第三交流电源的一端与所述第一交流电源的另一端连接，所述第三交流电源的另一端通过第三电感分别与第三二极管的正极、第三开关的一端和第六二极管的负极连接，所述第三二极管的负极与所述第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与所述第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第六二极管的正极连接；所述第一开关的另一端、所述第二开关的另一端和所述第三开关的另一端分别通过电流传感器与所述第一电容的负极连接。在本发明提出的方案中，可以通过一个电流传感器对电流采样而获得三相电流值，在减少电流传感器数量的同时，减小了设备体积，降低了设备成本，同时消除了由于不同传感器增益的差异造成的采样调理电路压降不均衡。

实施例二

本发明实施例提供一种VIENNA整流器电流采样方法，应用于上述的VIENNA整流器电流采样装置，如图12所示，所述方法包括：

S101、VIENNA整流器电流采样装置获取第一开关组合对应的第一相的电流值，所述第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合。

具体的，在本发明实施例提供的VIENNA整流器电流采样装置中，VIENNA整流器为三相三开关三电平整流器，“三相”指的是三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源；“三开关”指的是三个开关元件；“三电平”指的是三种电平。

需要说明的是，本发明实施例中的“第一开关组合”、“第一开关的第一状态”、“第二开关组合”和“第一开关的第二状态”等中的限定的“第一”“第二”等不作为限定用语，也没有任何特殊的含义，第一开关组合仅是指代其中的一种开关组合，例如，第一开关组合(110)为开关S1闭合，开关S2闭合，开关S3断开；第一开关仅是指代其中一个开关，第一开关的第一状态可以是第一开关闭合的状态，也可以是第一开关断开的状态；第一开关的第二状态可以是第一开关闭合的状态，也可以是第一开关断开的状态。

具体的，VIENNA整流器电流采样装置获取第一开关组合对应的第一相的电流值，需要在预存储的开关组合与相电流关系表中查找所述第一开关组合对应的第一相，然后获取所述第一开关组合对应的第一电流值，所述第一电流值为所述第一相的电流值，其中，第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合。该第一开关状态组合的开关状态是由开关驱动控制的。

示例性的，如图2所示，第一交流电源Vu输出的第一电压信号为Va，第一电流信号为Iu；第二交流电源Vv输出的第二电压信号为Vb，第二电流信号为Iv；第三交流电源Vw输出的第三电压信号为Vc，第三电流信号为Iw。VIENNA整流器电流采样装置工作在单位功率因数条件下，将交流信号的工频周期划分为6个扇区，每个扇区的区间间隔为60°。

其中，预存储的开关组合与相电流关系表是对各个扇区的各个开关组合下VIENNA整流器电流采样装置的工作状态得出的：各开关组合下中点电流与交流输出相电流有确定的对应关系，该对应关系与扇区无关，如表2-1所示。具体分析过程可参考实施例一，本发明实施例在此不再赘述。

表2-1

示例性的，VIENNA整流器电流采样装置的各个开关的状态为第一开关组合，其中，第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合，如图2所示，三相交流电源为扇区2的电压信号。图14为扇区2某一SVPWM(Space VectorPulse Width Modulation，空间矢量脉冲宽度调制)的开关组合的状态，若第一开关组合为(010)，即第一开关关断，第二开关导通，第三开关关断，VIENNA整流器电流采样装置根据第一开关组合(010)在预存储的开关组合与相电流关系表(如表2-1所示)中查找第一开关组合(010)对应的第一相，第一相为Iv，若VIENNA整流器电流采样装置采样获取第一开关组合(010)时的第一电流值2V，则所述第一开关组合时对应的第一相的电流值为第一电流值2V，即Iv＝2V。

S102、VIENNA整流器电流采样装置获取第二开关组合对应的第二相的电流值，所述第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合。

具体的，VIENNA整流器电流采样装置获取第二开关组合对应的第二相的电流值，需要在预存储的开关组合与相电流关系表中查找所述第二开关组合对应的第二相，然后获取所述第二开关组合对应的第二电流值，则所述第二电流值为所述第二相的电流值，其中，第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合。该第二开关状态组合的开关状态是由开关驱动控制的。其中，所述第二开关组合与所述第一开关组合是不同的。

示例性的，VIENNA整流器电流采样装置获取各个开关的状态为第二开关组合时，如图2所示，三相交流电源为扇区2的电压信号。图14是扇区2某一SVPWM的开关组合的状态，若第二开关组合为(011)，即第一开关关断，第二开关导通，第三开关导通，VIENNA整流器电流采样装置根据第二开关组合(011)在预存储的开关组合与相电流关系表(如表2-1所示)中查找第二开关组合(011)对应的第二相为-Iu，若VIENNA整流器电流采样装置采样获取第二开关组合(011)时的第二电流值3V，则所述第二开关组合对应的第二相的电流值为第二电流值3V，即Iu＝-3V。

需要说明的是，由于开关周期很短，相电流不会突变，可以近似认为VIENNA整流器电流采样装置采样的第一电流值和第二电流值是同一时刻的电流值，即得到的相电流Iv、Iu是同一时刻的电流值。

S103、VIENNA整流器电流采样装置根据预设的电流关系式，以及所述第一相的电流值和所述第二相的电流值，获得第三相的电流值。

其中，该预设的电流关系式为第一相的电流值、第二相的电流值和第三相的电流值三者之和为0，即Iu+Iv+Iw＝0。

VIENNA整流器电流采样装置获取第一相的电流值和第二相的电流值，因为Iu+Iv+Iw＝0，则可求出Iw＝-Iu–Iv，如上所述，若Iv＝2V，Iu＝-3V，则可得出Iw＝1V。由于开关周期很短，相电流不会突变，可以近似认为VIENNA整流器电流采样装置采样获得相电流Iv、Iu、Iw是同一时刻的电流值。因此，可以根据VIENNA整流器电流采样装置对中点电流采样获得了三相的电流值。

本发明实施例提供一种VIENNA整流器电流采样方法，VIENNA整流器电流采样装置获取第一开关组合对应的第一相的电流值，所述第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合；获取第二开关组合对应的第二相的电流值，所述第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合；根据预设的电流关系式，以及所述第一相的电流值和所述第二相的电流值，获得第三相的电流值。在本发明提出的方案中，可以通过一个电流传感器对电流采样而获得三相电流值，在减少电流传感器数量的同时，减小了设备体积，降低了设备成本，同时消除了由于不同传感器增益的差异造成的采样调理电路压降不均衡。

实施例三

本发明实施例提供一种VIENNA整流器电流采样方法，应用于上述的VIENNA整流器电流采样装置，如图13所示，所述方法包括：

S201、VIENNA整流器电流采样装置在预存储的开关组合与相电流关系表中查找所述第一开关组合对应的第一相。

具体的，VIENNA整流器电流采样装置在预存储的开关组合与相电流关系表中查找所述第一开关组合对应的第一相，该第一开关组合是由开关驱动控制的，其中，第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合。

示例性的，VIENNA整流器电流采样装置的各个开关的状态为第一开关组合，其中，第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合，如图2所示，三相交流电源为扇区2的电压信号。图14为扇区2某一SVPWM(Space VectorPulse Width Modulation，空间矢量脉冲宽度调制)的开关组合的状态，若第一开关组合为(010)，即第一开关关断，第二开关导通，第三开关关断，VIENNA整流器电流采样装置根据第一开关组合(010)在预存储的开关组合与相电流关系表(如实施例一中表1-2或者实施例二中表2-1所示)中查找第一开关组合(010)对应的第一相，第一相为Iv。

其中，扇区的划分，开关组合的定义，以及开关组合与相电流关系表可参考实施例一或实施例二的描述，本实施例在此不再赘述。

S202、VIENNA整流器电流采样装置获取所述第一开关组合对应的第一电流值，所述第一电流值为所述第一相的电流值，所述第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合。

示例性的，VIENNA整流器电流采样装置采样获取第一开关组合(010)时的第一电流值2V，则所述第一开关组合的第一相的电流值为第一电流值2V，即Iv＝2V。

S203、VIENNA整流器电流采样装置在预存储的开关组合与相电流关系表中查找所述第二开关组合对应的第二相。

具体的，VIENNA整流器电流采样装置在预存储的开关组合与相电流关系表中查找所述第二开关组合对应的第二相，该第二开关组合是由开关驱动控制的，其中，第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合。

示例性的，VIENNA整流器电流采样装置获取各个开关的状态为第二开关组合时，如图2所示，三相交流电源为扇区2的电压信号。图14是扇区2某一SVPWM的开关组合的状态，若第二开关组合为(011)，即第一开关关断，第二开关导通，第三开关导通，VIENNA整流器电流采样装置根据第二开关组合(011)在预存储的开关组合与相电流关系表(如实施例一中表1-2或者实施例二中表2-1所示)中查找第二开关组合(011)对应的第二相为-Iu。

S204、VIENNA整流器电流采样装置获取所述第二开关组合对应的第二电流值，所述第二电流值为所述第二相的电流值，所述第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合。

示例性的，VIENNA整流器电流采样装置采样获取第二开关组合(011)时的第二电流值为3V，则所述第二开关组合的第二相的电流值为第二电流值3V，即Iu＝-3V。

需要说明的是，由于开关周期很短，相电流不会突变，可以近似认为VIENNA整流器电流采样装置采样的第一电流值和第二电流值是同一时刻的电流值，即得到的相电流Iv、Iu是同一时刻的电流值。

S205、VIENNA整流器电流采样装置根据预设的电流关系式，以及所述第一相的电流值和所述第二相的电流值，获得第三相的电流值。

具体的，该预设的电流关系式为第一相的电流值、第二相的电流值和第三相的电流值三者之和为0，即Iu+Iv+Iw＝0。

其中，上述第一开关组合与第二开关组合是不同的，因为若是第一开关组合与第二开关组合是相同的，则两次的相电流是相同的，则无法根据Iu+Iv+Iw＝0求的第三相的电流值，即无法获得三相的电流值。

VIENNA整流器电流采样装置获取第一相的电流值和第二相的电流值，因为Iu+Iv+Iw＝0，则可求出Iw＝-Iu–Iv，如上所述，若Iv＝2V，Iu＝-3V，则可得出Iw＝1V。由于开关周期很短，相电流不会突变，可以近似认为VIENNA整流器电流采样装置采样获得相电流Iv、Iu、Iw是同一时刻的电流值。因此，我们根据VIENNA整流器电流采样装置对中点电流采样获得了三相的电流值。

本发明实施例提供一种VIENNA整流器电流采样方法，VIENNA整流器电流采样装置获取第一开关组合对应的第一相的电流值，所述第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合；获取第二开关组合对应的第二相的电流值，所述第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合；根据预设的电流关系式，以及所述第一相的电流值和所述第二相的电流值，获得第三相的电流值。在本发明提出的方案中，可以通过一个电流传感器对电流采样而获得三相电流值，在减少电流传感器数量的同时，减小了设备体积，降低了设备成本，同时消除了由于不同传感器增益的差异造成的采样调理电路压降不均衡。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种VIENNA整流器电流采样装置，其特征在于，包括：

第一交流电源，所述第一交流电源的一端通过第一电感分别与第一二极管的正极、第一开关的一端和第四二极管的负极连接，所述第一二极管的负极与第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第四二极管的正极连接；

第二交流电源，所述第二交流电源的一端与所述第一交流电源的另一端连接，所述第二交流电源的另一端通过第二电感分别与第二二极管的正极、第二开关的一端和第五二极管的负极连接，所述第二二极管的负极与所述第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与所述第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第五二极管的正极连接；

第三交流电源，所述第三交流电源的一端与所述第一交流电源的另一端连接，所述第三交流电源的另一端通过第三电感分别与第三二极管的正极、第三开关的一端和第六二极管的负极连接，所述第三二极管的负极与所述第一电容的正极连接，所述第一电容的负极与所述第二电容的正极连接，所述第二电容的负极与所述第六二极管的正极连接；

所述第一开关的另一端、所述第二开关的另一端和所述第三开关的另一端分别通过电流传感器与所述第一电容的负极连接。

2.根据权利要求1所述的VIENNA整流器电流采样装置，其特征在于，所述装置还包括：负载电阻，所述负载电阻的一端与所述第一电容的正极连接，所述负载电阻的另一端与所述第二电容的负极连接。

3.根据权利要求1或2所述的VIENNA整流器电流采样装置，其特征在于，所述电流传感器为霍尔传感器。

4.根据权利要求1或2所述的VIENNA整流器电流采样装置，其特征在于，所述电流传感器为分流电阻。

5.根据权利要求4所述的VIENNA整流器电流采样装置，其特征在于，所述电流传感器还包括：电流采样模块，用于检测流经所述分流电阻的电流。

6.一种VIENNA整流器电流采样方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一项所述的VIENNA整流器电流采样装置，所述方法包括:

获取第一开关组合对应的第一相的电流值，所述第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合；

获取第二开关组合对应的第二相的电流值，所述第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合；

根据预设的电流关系式，以及所述第一相的电流值和所述第二相的电流值，获得第三相的电流值。

7.根据权利要求6所述的VIENNA整流器电流采样方法，其特征在于，所述获取第一开关组合对应的第一相的电流值，所述第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合，具体包括：

在预存储的开关组合与相电流关系表中查找所述第一开关组合对应的第一相；

获取所述第一开关组合对应的第一电流值，所述第一电流值为所述第一相的电流值，所述第一开关组合为第一开关的第一状态、第二开关的第一状态和第三开关的第一状态时的组合。

8.根据权利要求6所述的VIENNA整流器电流采样方法，其特征在于，所述获取第二开关组合对应的第二相的电流值，所述第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合，具体包括:

在预存储的开关组合与相电流关系表中查找所述第二开关组合对应的第二相；

获取所述第二开关组合对应的第二电流值，所述第二电流值为所述第二相的电流值，所述第二开关组合为第一开关的第二状态、第二开关的第二状态和第三开关的第二状态时的组合。

9.根据权利要求6所述的VIENNA整流器电流采样方法，其特征在于，所述预设的电流关系式为第一相的电流值、第二相的电流值和第三相的电流值三者之和为0。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的VIENNA整流器电流采样方法，其特征在于，所述第一开关组合与所述第二开关组合是不同的。