CN117439429B - 软开关维也纳整流电路的控制方法及存储介质 - Google Patents
软开关维也纳整流电路的控制方法及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117439429B CN117439429B CN202311765530.0A CN202311765530A CN117439429B CN 117439429 B CN117439429 B CN 117439429B CN 202311765530 A CN202311765530 A CN 202311765530A CN 117439429 B CN117439429 B CN 117439429B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- path
- commutation
- sub
- switching circuit
- turned
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 208000009119 Giant Axonal Neuropathy Diseases 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 201000003382 giant axonal neuropathy 1 Diseases 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
- H02M1/0054—Transistor switching losses
- H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
本发明提供了一种软开关维也纳整流电路的控制方法及存储介质。该软开关维也纳整流电路包括至少一个相位桥臂及与所述相位桥臂连接的第一输出电容和第二输出电容,所述相位桥臂包括主电感和至少两个并联的换流路径,所述换流路径包括换流电感、开关电路、正半周整流二极管及负半周整流二极管,该软开关维也纳整流电路的控制方法包括:在第一子周期内,控制第一目标换流路径的所述开关电路开通或关断,保持第一剩余换流路径的所述开关电路关断;在第二子周期内,控制第二目标换流路径的所述开关电路开通或关断,保持第二剩余换流路径的所述开关电路关断。该控制方法可以降低开关损耗、不会产生较大的电压尖峰和较大的噪声干扰、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域,尤其涉及一种软开关维也纳整流电路的控制方法及存储介质。
背景技术
三相维也纳拓扑主要用于电力系统的传输和分配,是电力系统中非常重要的拓扑结构,具有高效、稳定和易维护等优点,因此应用非常广泛。
请参阅图1,图1为现有技术的三相维也纳整流电路拓扑。该三相维也纳整流电路拓扑20一侧连接交流电源V0,一侧连接负载Rload,三相维也纳整流电路拓扑20包括电感L01、L02、L03、二极管D01、D02、D03、D04、D05、D06、开关管S01、S02、S03、S04、S05、S06、电容C01、C02和控制器21。控制器21用于控制开关管S01、S02、S03、S04、S05和S06的导通与关断。三相维也纳整流电路拓扑20工作时,开关管S01、S02、S03、S04、S05和S06的开通和关断均为硬开关,存在较大开关损耗。具体来说,当三相维也纳整流电路拓扑20的每相的输入电压处于正半周时,二极管D01、D03和D05导通,负半周时,二极管D02、D04和D06导通,但其关断电流不为零,所以存在较大反向恢复损耗。特别是大功率应用场合,较大的反向恢复不仅影响效率,同时也会导致较大的电压尖峰和较大的噪声干扰。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的开关损耗高、效率低、会导致较大的电压尖峰和较大的噪声干扰的问题,提供一种软开关维也纳整流电路的控制方法及存储介质,可以降低开关损耗、不会产生较大的电压尖峰和较大的噪声干扰、效率高。
本发明第一方面提供了一种软开关维也纳整流电路的控制方法,所述软开关维也纳整流电路包至少一个相位桥臂及与所述相位桥臂连接的第一输出电容和第二输出电容,所述相位桥臂包括:
主电感,用于连接交流电源;
至少两个并联的换流路径,所述换流路径包括换流电感、开关电路、正半周整流二极管及负半周整流二极管,所述主电感、所述换流电感、所述开关电路及所述第一输出电容和所述第二输出电容的中点依序连接,所述正半周整流二极管连接于所述换流电感与所述第一输出电容之间,所述负半周整流二极管连接于所述换流电感与所述第二输出电容之间,所述方法包括:
在第一子周期内,控制第一目标换流路径的所述开关电路开通或关断,保持第一剩余换流路径的所述开关电路关断,所述第一目标换流路径为所述至少两个并联的换流路径中的一个路径,所述第一剩余换流路径为所述至少两个并联的换流路径中除所述第一目标换流路径之外的所有路径;
在第二子周期内,控制第二目标换流路径的所述开关电路开通或关断,保持第二剩余换流路径的所述开关电路关断,所述第二目标换流路径为所述至少两个并联的换流路径中除所述第一目标换流路径之外的一个路径,所述第二剩余换流路径为所述至少两个并联的换流路径中除所述第二目标换流路径之外的所有路径,所述第一子周期和所述第二子周期为预设开关周期中的两个相邻的子周期。
本发明第二方面提供了一种计算机存储介质,其包括指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面所述的软开关维也纳整流电路的控制方法的步骤。
相较于现有技术,本发明的软开关维也纳整流电路的控制方法具有如下有益效果:
1)对每一相位桥臂中并联的开关电路交错导通,既提升了变换器功率等级,又无需考虑并联器件驱动波形不一致导致的开关损耗不均匀问题;
2)对每一相位桥臂中并联的开关电路交错导通,充分利用换流电感的充放电状态,实现部分开关软开通及软关断,一方面,降低开关损耗,降低对开关的要求,可以选用普通硅二极管和MOS管,有利于降低成本,提高效率、降低噪音,另一方面,减小反向恢复,不会产生较大的电压尖峰和较大的噪声干扰,有利于提高电源功率密度。
附图说明
图1为现有技术的三相维也纳整流电路拓扑;
图2为本发明提供的一种软开关维也纳整流电路的结构示意图;
图3为图1所示的一个相位桥臂的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的软开关维也纳整流电路的控制方法的流程示意图;
图5A-5F分别为图3所示相位桥臂的输入电压为正半周时的六个阶段的电流流向示意图;
图6是图5A-5F所示的六个阶段的驱动信号示意图及电流波形图;
图7为本发明提供的一种服务器的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,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它实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明中,术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“a,b或c中的至少一项(个)”,或,“a,b和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,用来将目的如物质彼此区分开,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如,在不脱离本发明实施例范围的情况下,第一XX也可以被称为第二XX,类似地,第二XX也可以被称为第一XX。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
请参阅图2,为本发明提供的一种软开关维也纳整流电路的结构示意图。软开关维也纳整流电路包括至少一个相位桥臂及与相位桥臂连接的第一输出电容和第二输出电容,每个相位桥臂的结构相同。所述相位桥臂包括主电感及至少两个并联的换流路径,所述主电感用于连接交流电源,所述换流路径包括换流电感、开关电路、正半周整流二极管及负半周整流二极管,所述主电感、所述换流电感、所述开关电路及所述第一输出电容和所述第二输出电容的中点依序连接,所述正半周整流二极管连接于所述换流电感与所述第一输出电容之间,所述负半周整流二极管连接于所述换流电感与所述第二输出电容之间。
可以理解的是,软开关维也纳整流电路还包括控制器,控制器发出驱动信号,以控制所述开关电路的开通与关断。
还可以理解的是,软开关维也纳整流电路包括多个相位桥臂时,每一个相位桥臂结构相同。
在此,结合图2及图3,图3为图2所示的一个相位桥臂的结构示意图。以软开关维也纳整流电路100包括三个相位桥臂,以其中每个相位桥臂包括两个并联的换流路径为例,对软开关维也纳整流电路100的结构进行说明。
第一相位桥臂包括主电感LA、第一换流电感LA1、第二换流电感LA2、第一开关电路、第二开关电路、第一正半周整流二极管D1、第一负半周整流二极管D2、第二正半周整流二极管D3及第二负半周整流二极管D4。主电感LA用于连接交流电源V,第一换流电感LA1和第二换流电感LA2,分别与主电感LA连接。第一开关电路一端与第一换流电感LA1连接,另一端连接于第一输出电容C1和第二输出电容C2的中点O,第二开关电路一端与第二换流电感LA2连接,另一端连接于第一输出电容C1和第二输出电容C2的中点O。第一正半周整流二极管D1连接于第一换流电感LA1与第一输出电容C1之间,第一负半周整流二极管D2连接于第一换流电感LA1与第二输出电容之间C2,第二正半周整流二极管D3连接于第二换流电感LA2与第一输出电容C1之间,第二负半周整流二极管D4连接于第二换流电感LA2与第二输出电容C2之间。
其中,第一换流电感LA1、第一开关电路、第一正半周整流二极管D1及第一负半周整流二极管D2构成第一换流路径;第二换流电感LA2、第二开关电路、第二正半周整流二极管D3及第二负半周整流二极管D4构成第二换流路径。
本实施例中,第一开关电路包括串联的开关管S1、S2,第二开关电路包括串联的开关管S3、S4,控制器11驱动信号GA1控制开关管S1、S2同开同关,发出驱动信号GA2控制开关管S3、S4同开同关。
需要说明的是,开关管S1、S2、S3和S4为功率开关管,功率开关管为半导体器件,功率开关管包括MOSFET、三极管、IGBT、GAN和SIC中的至少一种。
第一正半周整流二极管D1、第一负半周整流二极管D2、第二正半周整流二极管D3、第二负半周整流二极管D4为二极管具体可以为肖特基二极管、SIC二极管、快恢复/超快恢复二极管、工频二极管、整流桥等中的至少一种。第一正半周整流二极管D1导通方向为第一换流电感LA1至第一输入电容C1,第一负半周整流二极管D2导通方向为第二输入电容C2至第一换流电感LA1,第二正半周整流二极管D3导通方向为第二换流电感LA2至第一输入电容C1,第二负半周整流二极管D4导通方向为第二输入电容C2至第二换流电感LA2。
主电感LA、第一换流电感LA1和第二换流电感LA2可以为任何形式的分立电感、耦合电感等。
还需要说明的是,开关电路还可以为BUCK电路、BOOST电路或BUCK-BOOST电路等包含功率开关管的开关电路,用以导通和关断换流路径。
可以理解的是,第二相位桥臂、第三相位桥臂的结构与第一相位桥臂的结构相同。第二相位桥臂包括主电感LB、第一换流电感LB1、第二换流电感LB2、开关管S5、S6、S7、S8、第一正半周整流二极管D5、第一负半周整流二极管D6、第二正半周整流二极管D7及第二负半周整流二极管D8。控制器11驱动信号GB1控制开关管S5、S6同开同关,发出驱动信号GB2控制开关管S7、S8同开同关。第三相位桥臂包括主电感LC、第一换流电感LC1、第二换流电感LC2、开关管S9、S10、S11、S12、第一正半周整流二极管D9、第一负半周整流二极管D10、第二正半周整流二极管D11及第二负半周整流二极管D12。控制器11驱动信号GC1控制开关管S9、S10同开同关,发出驱动信号GC2控制开关管S11、S12同开同关。
上面从软开关维也纳整流电路的结构对本发明进行说明,下面从软开关维也纳整流电路的控制方法的角度对本发明进行说明。
请参阅图4,是本发明实施例提供的软开关维也纳整流电路的控制方法的流程示意图。该方法包括:
401、在第一子周期内,控制第一目标换流路径的开关电路开通或关断,保持第一剩余换流路径的开关电路关断,第一目标换流路径为至少两个并联的换流路径中的一个路径,第一剩余换流路径为至少两个并联的换流路径中除第一目标换流路径之外的所有路径;
402、在第二子周期内,控制第二目标换流路径的开关电路开通或关断,保持第二剩余换流路径的开关电路关断,第二目标换流路径为至少两个并联的换流路径中除第一目标换流路径之外的一个路径,第二剩余换流路径为至少两个并联的换流路径中除第二目标换流路径之外的所有路径,第一子周期和第二子周期为预设开关周期中的两个相邻的周期。
在本实施例中,控制器根据预设开关周期控制开关电路的开通与关断,预设开关周期包括多个子周期,子周期的数量与换流路径的数量一致。控制器通过将计算得到的总驱动通过软件或硬件交替分配给GA1/GA2....,使得多相交错桥臂的开关管/二极管依次开通与关断,使得在各个换流路径之间进行换流,下面结合图2,以第一相位桥臂包括两个换流路径,第一换流路径和第二换流路径为例进行说明。第一换流路径为第一目标换流路径,对应第一子周期,第二换流路径为第二目标换流路径,对于所述第二子周期,第一子周期与第二子周期构成一个完整的周期。则,在第一子周期内,控制第一换流路径的开关管S1、S2开通或关断,保持第二换流路径的开关管S3、S4关断,在第二子周期内,控制第二换流路径的开关管S3、S4开通或关断,保持第一换流路径的开关管S1、S2关断。
本实施例中,该方法还包括:
确认相位桥臂的输入电压的状态,输入电压的状态包括正半周和负半周。
具体来说,交流电源向相位桥臂输入电压,输入电压的状态包括正半周和负半周,正半周时,电流方向为交流电源至相位桥臂,负半周时,电流方向为相位桥臂至交流电源。控制器控制开关电路开通或关闭时,若输入电压的状态为正半周,电流的流向与正半周整流二极管的导通方向一致,若输入电压的状态为负半周,电流的流向与负半周整流二极管的导通方向一致。
一实施例中,在第一子周期内,控制第一目标换流路径的开关电路开通或关断,保持第一剩余换流路径的开关电路关断包括:
若相位桥臂的输入电压为正半周时,保持第一剩余换流路径的开关电路关断,控制第一目标换流路径的开关电路开通,以导通第一子路径,第一子路径为主电感、第一目标换流路径的换流电感、第一目标换流路径的开关电路至中点;
控制第一目标换流路径的开关电路关断,以关断第一子路径、导通第二子路径,第二子路径为主电感、第一目标换流路径的换流电感、第一目标换流路径的正半周整流二极管、第一输出电容至中点。
在第二子周期内,控制第二目标换流路径的所述开关电路开通或关断,保持第二剩余换流路径的所述开关电路关断包括:
保持第二剩余换流路径的开关电路关断,控制第二目标换流路径的开关电路开通,以软关断第一目标换流路径的正半周整流二极管、软开通第二目标换流路径的开关电路、关断第二子路径、导通第三子路径,第三子路径为主电感、第二目标换流路径的换流电感、第二目标换流路径的开关电路至中点;
控制第二目标换流路径的开关电路关断,以关断第三子路径、导通第四子路径,第四子路径为主电感、第二目标换流路径的正半周整流二极管、第一输出电容至中点。
本实施例中,下面,结合图3,以第一相位桥臂包括两个换流路径,第一换流路径和第二换流路径为例,根据输入电压处于正半周时电流的变化,将第一子周期划分为三个阶段,第二子周期划分为三个阶段,结合图5A-5F和图6,对六个阶段进行说明。
第一阶段:请参阅图5A,保持开关管S1、S2开通,保持开关管S3、S4关断,第二换流电感LA2的电流为零,电流流经第一换流路径所对应的第一子路径,从交流电源V,流经主电感LA、第一换流电感LA1、开关管S1、S2及第一输出电容C1和第二输出电容C2的中点O。本阶段,主电感LA、第一换流电感LA1处于充电状态,电感电流增加。
第二阶段:请参阅图5B,控制开关管S1、S2关断,电流流经第一换流路径所对应的第二子路径,电流从交流电源V,流经主电感LA、第一换流电感LA1、第一正半周整流二极管D1、第一输出电容C1至中点O。本阶段,主电感LA、第一换流电感LA1处于放电状态,电感电流减小。
可以理解,在第二阶段,电流由第一子路径换流至第二子路径。
第三阶段:请参阅图5C,保持开关管S1、S2关断,控制开关管S3、S4开通,电流流经第二子路径和第二换流路径所对应的第三子路径。第二子路径途径:电流从交流电源V,流经主电感LA、第一换流电感LA1、第一正半周整流二极管D1、第一输出电容C1至中点O。本阶段开始时,第一换流电感LA1处于放电状态,第二子路径的电流逐渐下降,本阶段结束时,第二子路径的电流下降至零,第一正半周整流二极管D1软关断。
第三子路径途径:电流从交流电源V,流经主电感LA、第二换流电感LA2、开关管S3、S4及第一输出电容C1和第二输出电容C2的中点O。本阶段开始时,第二换流电感LA2处于充电状态,电感电流增加,第三子路径的电流从零开始增加,开关管S3、S4软开通。
第四阶段:请参阅图5D,保持开关管S1、S2关断,保持开关管S3、S4开通,第二子路径的电流为零,电流流经第三子路径。第三子路径途径:电流从交流电源V,流经主电感LA、第二换流电感LA2、开关管S3、S4及第一输出电容C1和第二输出电容C2的中点O。本阶段,主电感LA和第二换流电感LA2处于充电状态,电感电流增加。
可以理解的是,在第三阶段和第四阶段,电流由第二子路径换流至第三子路径,也即从第一换流路径换流至第二换流路径时,实现开关电路的软开通和正半周整流二极管的软关断。
第五阶段:请参阅图5E,控制开关管S3、S4关断,电流流经第二换流路径所对应的第四子路径,第四子路径途径:电流从交流电源V,流经主电感LA、第二换流电感LA2、第二正半周整流二极管D3、第一输出电容C1至中点O。本阶段,主电感LA、第二换流电感LA2处于放电状态,电感电流减小。
第六阶段:请参阅图5F,控制开关管S1、S2开通,保持开关管S3、S4关断,电流流经第四子路径和第一换流路径所对应的第一路径。第四子路径途径:电流从交流电源V,流经主电感LA、第二换流电感LA2、第二正半周整流二极管D3、第一输出电容C1至中点O。本阶段开始时,第二换流电感LA2处于放电状态,第四子路径的电流逐渐下降,本阶段结束时,第四子路径的电流下降至零,第二正半周整流二极管D3软关断。
第一子路径途径:从交流电源V,流经主电感LA、第一换流电感LA1、开关管S1、S2及第一输出电容C1和第二输出电容C2的中点O。本阶段开始时,第一换流电感LA1处于充电状态,电感电流增加,第一子路径的电流从零开始增加,开关管S1、S2软开通。
可以理解的是,第六阶段、第一阶段及第二阶段为第一子周期,第三阶段、第四阶段及第五阶段为第二子周期,六个阶段构成一个预设开关周期。第六阶段后返回至第一阶段,在第六阶段和第一阶段,电流由第四子路径换流至第一子路径,也即从第二换流路径换流至第一换流路径时,实现开关电路的软开通和正半周整流二极管的软关断。
还可以理解的是,当换流路径数量为三个、四个或多个时,前一个换流路径与后一个换流路径换流时,均可实现前一个换流路径的正半周整流二极管的软关断,后一个换流路径的开关电路的软开通。
上述对相位桥臂的输入电压为正半周的控制方法进行了说明,当相位桥臂的输入电压为负半周时,开关电路的驱动波形、相位桥臂的电流波形均与输入电压为正半周时类似,区别在于:如上述提到的因电流方向不同,导通的二极管由正半周整流二极管改为负半周整流二极管,具体控制方法在此不再赘述。
相较于现有技术,本发明的软开关维也纳整流电路的控制方法具有如下有益效果:
1)对每一相位桥臂中并联的开关电路交错导通,既提升了变换器功率等级,又无需考虑并联器件驱动波形不一致导致的开关损耗不均匀问题;
2)对每一相位桥臂中并联的开关电路交错导通,充分利用换流电感的充放电状态,实现换流路径之间换流时,前一个换流路径的正半周整流二极管软关断,后一个换流路径的开关电路软开通,一方面,降低开关损耗,降低对开关的要求,可以选用普通硅二极管和MOS管,有利于降低成本,提高效率、降低噪音,另一方面,减小反向恢复,不会产生较大的电压尖峰和较大的噪声干扰,有利于提高电源功率密度。
图7为本申请服务器的结构示意图,如图7所示,本实施例的服务器500包括至少一个处理器501,至少一个网络接口504或者其他用户接口503,存储器505,和至少一通信总线502。该服务器500可选的包括显示器,键盘或者点击设备。存储器505可能包含高速RAM存储器,也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory),例如至少一个磁盘存储器。存储器505存储执行指令,当服务器500运行时,处理器501与存储器505之间通信,处理器501调用存储器505中存储的指令,以执行上述软开关维也纳整流电路的控制方法。操作系统506,包含各种程序,用于实现各种基础业务以及处理根据硬件的任务。
本申请实施例提供的服务器,可以执行上述的软开关维也纳整流电路的控制方法的实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,包括指令,该指令在计算机上运行时实现上述任一方法实施例中与控制器相关的方法流程。
本申请实施例还提供了一种计算机程序或包括计算机程序的一种计算机程序产品,该计算机程序在某一计算机上执行时,将会使所述计算机实现上述任一方法实施例中与控制器相关的方法流程。对应的,该计算机可以为上述的控制器。
在上述图4对应的实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种软开关维也纳整流电路的控制方法,其特征在于,所述软开关维也纳整流电路包括至少一个相位桥臂及与所述相位桥臂连接的第一输出电容和第二输出电容,所述相位桥臂包括:
主电感,所述主电感的第一端用于连接交流电源;
至少两个并联的换流路径,每个所述换流路径包括换流电感、开关电路、正半周整流二极管及负半周整流二极管,所述主电感的第二端、所述换流电感、所述开关电路及所述第一输出电容和所述第二输出电容的中点依序连接,所述主电感的第二端与所述换流电感的第一端连接,所述正半周整流二极管的第一端与所述换流电感的第二端连接,所述正半周整流二极管的第二端与所述第一输出电容的第一端连接,所述第一输出电容的第二端与所述第二输出电容的第一端连接于所述第一输出电容和所述第二输出电容的中点,所述负半周整流二极管的第一端与所述换流电感的第二端连接,所述负半周整流二极管的第二端与所述第二输出电容的第二端连接,所述方法包括:
在第一子周期内,控制第一目标换流路径的所述开关电路开通或关断,保持第一剩余换流路径的所述开关电路关断,所述第一目标换流路径为所述至少两个并联的换流路径中的一个路径,所述第一剩余换流路径为所述至少两个并联的换流路径中除所述第一目标换流路径之外的所有路径;
在第二子周期内,控制第二目标换流路径的所述开关电路开通或关断,保持第二剩余换流路径的所述开关电路关断,所述第二目标换流路径为所述至少两个并联的换流路径中除所述第一目标换流路径之外的一个路径,所述第二剩余换流路径为所述至少两个并联的换流路径中除所述第二目标换流路径之外的所有路径,所述第一子周期和所述第二子周期为预设开关周期中的两个相邻的子周期,
其中,所述在第一子周期内,控制第一目标换流路径的所述开关电路开通或关断,保持第一剩余换流路径的所述开关电路关断包括:
若所述相位桥臂的输入电压的状态为正半周时,保持所述第一剩余换流路径的所述开关电路关断,控制所述第一目标换流路径的所述开关电路开通,以导通第一子路径,所述第一子路径为所述主电感、所述第一目标换流路径的所述换流电感、所述第一目标换流路径的所述开关电路至所述中点;
控制所述第一目标换流路径的所述开关电路关断,以关断所述第一子路径、导通第二子路径,所述第二子路径为所述主电感、所述第一目标换流路径的所述换流电感、所述第一目标换流路径的所述正半周整流二极管、所述第一输出电容至所述中点,
所述在第二子周期内,控制第二目标换流路径的所述开关电路开通或关断,保持第二剩余换流路径的所述开关电路关断包括:
若所述相位桥臂的输入电压的状态为正半周时,保持所述第二剩余换流路径的所述开关电路关断,控制第二目标换流路径的所述开关电路开通,以软关断所述第一目标换流路径的所述正半周整流二极管、软开通所述第二目标换流路径的所述开关电路、关断所述第二子路径、导通第三子路径,所述第三子路径为所述主电感、所述第二目标换流路径的所述换流电感、所述第二目标换流路径的所述开关电路至所述中点;
控制所述第二目标换流路径的所述开关电路关断,以关断所述第三子路径、导通第四子路径,所述第四子路径为所述主电感、所述第二目标换流路径的所述正半周整流二极管、所述第一输出电容至所述中点。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
确认所述相位桥臂的输入电压的状态,所述相位桥臂的输入电压的状态包括正半周和负半周。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述相位桥臂的数量为一或三。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述开关电路包括功率开关管,所述功率开关管为半导体器件。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述开关电路为串联设置的第一开关管和第二开关管。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述功率开关管包括MOSFET、三极管、IGBT、GAN和SIC中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述正半周整流二极管导通方向为所述换流电感至所述第一输出电容,所述负半周整流二极管导通方向为所述第二输出电容至所述换流电感,所述正半周整流二极管和所述负半周整流二极管包括肖特基二极管、SIC二极管、快恢复/超快恢复二极管、工频二极管中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述正半周整流二极管和所述负半周整流二极管包括整流桥。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括:
指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行权利要求1至8中任一项所述的软开关维也纳整流电路的控制方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311765530.0A CN117439429B (zh) | 2023-12-21 | 2023-12-21 | 软开关维也纳整流电路的控制方法及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311765530.0A CN117439429B (zh) | 2023-12-21 | 2023-12-21 | 软开关维也纳整流电路的控制方法及存储介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117439429A CN117439429A (zh) | 2024-01-23 |
CN117439429B true CN117439429B (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=89555785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311765530.0A Active CN117439429B (zh) | 2023-12-21 | 2023-12-21 | 软开关维也纳整流电路的控制方法及存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117439429B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106385171A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-08 | 深圳市奥耐电气技术有限公司 | 交错并联三相pfc电路 |
CN107623436A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-23 | 西安麦格米特电气有限公司 | 一种pfc电源装置 |
CN107834838A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-03-23 | 深圳市保益新能电气有限公司 | 一种非隔离型三相pfc变换器及其控制方法 |
CN110504849A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-26 | 连云港杰瑞电子有限公司 | 一种无差模电感交错并联式维也纳整流器及其控制电路 |
CN112821747A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-18 | 深圳科士达科技股份有限公司 | 一种基于耦合电感的三相交错并联pfc电路及控制系统 |
CN113156336A (zh) * | 2020-09-02 | 2021-07-23 | 河北工业大学 | 双级辨识Vienna整流器单管开路故障的方法、装置及存储介质 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3068024B1 (de) * | 2015-03-09 | 2018-01-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Ansteuerung eines Vienna-Gleichrichters |
WO2020061905A1 (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Abb Schweiz Ag | Apparatus for conversion between ac power and dc power |
-
2023
- 2023-12-21 CN CN202311765530.0A patent/CN117439429B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106385171A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-08 | 深圳市奥耐电气技术有限公司 | 交错并联三相pfc电路 |
CN107834838A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-03-23 | 深圳市保益新能电气有限公司 | 一种非隔离型三相pfc变换器及其控制方法 |
CN107623436A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-23 | 西安麦格米特电气有限公司 | 一种pfc电源装置 |
CN110504849A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-26 | 连云港杰瑞电子有限公司 | 一种无差模电感交错并联式维也纳整流器及其控制电路 |
CN113156336A (zh) * | 2020-09-02 | 2021-07-23 | 河北工业大学 | 双级辨识Vienna整流器单管开路故障的方法、装置及存储介质 |
CN112821747A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-18 | 深圳科士达科技股份有限公司 | 一种基于耦合电感的三相交错并联pfc电路及控制系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117439429A (zh) | 2024-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2731252B1 (en) | Inverter circuit and control method therefor | |
CN102624266B (zh) | 三电平逆变电路 | |
JP5928928B2 (ja) | 5段階電力変換器ならびにその制御方法および制御装置 | |
CN102832826B (zh) | 用于功率变换器的控制电路、变换系统及其控制方法 | |
JP4427667B2 (ja) | 多相式のスイッチングコンバータとその制御方法 | |
JP7261909B2 (ja) | 運転制御方法、回路、家電機器及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 | |
Guo et al. | Compensation of input current distortion in three-phase buck rectifiers | |
CN113394990B (zh) | 一种三相升降压整流变换器及其控制方法 | |
CN113556049A (zh) | 一种非隔离式三相可升降压整流变换器及控制方法 | |
CN114301314A (zh) | 一种两电平型三相可升降压pfc整流变换器及其控制方法 | |
JP6860144B2 (ja) | 電力変換装置の制御装置 | |
CN209787041U (zh) | 一种三相升降压型pfc整流电路 | |
CN117439429B (zh) | 软开关维也纳整流电路的控制方法及存储介质 | |
CN110112902B (zh) | 一种三相升降压型pfc整流电路 | |
Nha et al. | Implementation of a single-stage quasi Z-source AC-DC Power Factor Correction converter | |
JP6968315B1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP7100847B2 (ja) | 電力変換装置の制御装置 | |
Neba et al. | Single-phase two-stage boost rectifiers with sinusoidal input current | |
CN116488500B (zh) | 交错并联拓扑结构、控制方法及ac/dc电源 | |
CN116488499B (zh) | 双向软开关三电平ac/dc交错并联拓扑及其控制方法 | |
JP2020115727A (ja) | 電力変換装置の制御装置 | |
Afsharian et al. | Analysis of one phase loss operation of three-phase isolated buck matrix-type rectifier with eight-segment PWM scheme | |
Ashraf et al. | An efficient single-phase ac-to-ac buck and boost matrix converter | |
CN113507225B (zh) | 一种非隔离式三相整流变换器及其控制方法 | |
CN113556050B (zh) | 一种三相整流变换器及控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |