JP7418576B2 - 電力変換器のbus電圧バランス調整方法、電力変換器、記憶媒体及び電子装置 - Google Patents
電力変換器のbus電圧バランス調整方法、電力変換器、記憶媒体及び電子装置 Download PDFInfo
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Description
を含む。
入力電圧の正の最大相に対応するBUS電圧と入力電圧の負の最大相に対応するBUS電圧との差を計算し、電圧バランスループの誤差入力とする。主相に対応するBUS電圧とBUS平均値との差を計算して、電圧バランスループの調整方向を決定する。電圧バランスループの出力を、既に決められた調整方向に従って三相整流器の各相の制御システムに注入する。PWM発生モジュールによってPWM制御信号を発生させ、そして駆動モジュールによって三相変換器における各電力変換ユニット内のスイッチングデバイスのオンとオフを制御することで、各ウェイのBUSコンデンサの充放電時間を制御し、最終的に電圧バランスの効果を達成する。
本実施例において、単相モジューラ組み合わせ式三相PFC整流トポロジーは、高効率、高電力密度と低コストという業界のニーズを大幅に実現できる。図2に示すように、この電力変換装置は主に、電源ユニット、インダクタユニット、電力変換ユニットグループと制御ユニットを含む。ここで、電源ユニットは一つの三相交流電源を含み、三つのインダクタユニットはインダクタで構成され、電力回路の充放電を実現し、電力変換ユニットグループは三つの電力変換ユニットを含む。電源ユニットの三相出力はそれぞれ三つのインダクタユニットと直列に接続され、それぞれの電力変換ユニットの一端の入力はそれぞれ対応するインダクタユニットに接続され、他端が星形結線されている。各電力変換ユニットの出力に一つのBUSコンデンサが接続されている。各電力変換ユニットの出力BUS電圧は、電力変換装置の電力変換結果とされる。
本実施例の電力部分は実施例1と同様で、図9に示すように、この電力変換装置は主に、電源ユニット、インダクタユニット、電力変換ユニットグループと制御ユニットを含む。ここで、電源ユニットは一つの三相交流電源を含み、三つのインダクタユニットはインダクタで構成され、電力回路の充放電を実現し、電力変換ユニットグループは三つの電力変換ユニットを含む。電源ユニットの三相出力はそれぞれ三つのインダクタユニットと直列に接続され、それぞれの電力変換ユニットの一端の入力はそれぞれ対応するインダクタユニットに接続され、他端が星形結線されている。各電力変換ユニットの出力に一つのBUSコンデンサが接続されている。各電力変換ユニットの出力BUS電圧は、電力変換装置の電力変換結果とされる。
Claims (14)
- 電力変換器のBUS電圧バランス調整方法であって、
前記電力変換器の複数の相電圧のうち、正の最大相のBUS電圧と負の最大相のBUS電圧との差を電圧バランスループの誤差入力として、各相の電圧バランス調整デューティ比を計算するステップと、
主相のBUS電圧と全ての相のBUS電圧の平均値との差に応じて、前記各相の駆動デューティ比の調整方向を決定するステップであって、前記主相は、前記複数の相電圧のうち、絶対値が最大の相であるステップと、
前記各相の駆動デューティ比の調整方向と前記各相の電圧バランス調整デューティ比に基づいて、各相のBUS電圧に対してバランス調整を行うステップと、
を含む電力変換器のBUS電圧バランス調整方法。 - 前記電力変換器の複数の相電圧のうち、正の最大相のBUS電圧と負の最大相のBUS電圧との差を電圧バランスループの誤差入力として、各相の電圧バランス調整デューティ比を計算するステップの前に、さらに、
前記変換器の前記複数の相電圧をサンプリングするステップを含む請求項1に記載の方法。 - 主相のBUS電圧と他の相のBUS電圧の平均値との差に応じて、各相の駆動デューティ比の調整方向を決定するステップは、
前記主相のBUS電圧と全ての相のBUS電圧の平均値との差が第1既定電圧より大きい場合、前記主相の駆動デューティ比の調整方向は、前記主相のBUS電圧を下げる方向であり、他の相の駆動デューティ比の調整方向は、他の相のBUS電圧を上げる方向であることと、
前記主相に対応するBUS電圧値と全ての相のBUS電圧の平均値との差が第2既定電圧より小さい場合、前記主相の駆動デューティ比の調整方向は、前記主相のBUS電圧を上げる方向であり、他の相の駆動デューティ比の調整方向は、他の相のBUS電圧を下げる方向であることと、
前記主相に対応するBUS電圧値と全てのBUS電圧の平均値との差が前記第2既定電圧より大きく、且つ第1既定電圧より小さい場合、各相のBUS電圧を調整しないことと、
のうちの少なくとも1つを含む請求項1に記載の方法。 - 前記各相の駆動デューティ比の調整方向と前記各相の電圧バランス調整デューティ比に基づいて、各相のBUS電圧に対してバランス調整を行うステップは、
前記各相の駆動デューティ比の調整方向に応じて、前記各相の電圧バランス調整デューティ比と、各相のフィードフォワードデューティ比及び電流ループから出力されるPWMデューティ比の微調整部分を重ね合わせるステップと、
各相が重ね合わせられたデューティ比に基づいて、各相に対応するBUS電圧を調整するステップと、
を含む請求項1に記載の方法。 - 前記各相の駆動デューティ比の調整方向と前記各相の電圧バランス調整デューティ比に基づいて、各相のBUS電圧に対してバランス調整を行うステップは、
前記各相の電圧バランスループ出力値を各相の瞬時入力電圧サンプリング値に重ね合わせて、各相のフィードフォワードデューティ比を計算するステップと、
前記各相のフィードフォワードデューティ比と電流ループから出力されるPWMデューティ比の微調整部分を重ね合わせるステップと、
各相が重ね合わせられたデューティ比に基づいて、各相に対応するBUS電圧を調整するステップと、
を含む請求項1に記載の方法。 - 各相が重ね合わせられたデューティ比に基づいて、各相に対応するBUS電圧を調整するステップは、
各相が重ね合わせられたデューティ比に応じて各相の変調波を得るステップと、
前記各相の変調波をPWM駆動信号に変換するステップと、
前記PWM駆動信号に応じて、前記変換器の制御パワースイッチのオンとオフを制御し、且つ、各相に対応するBUS電圧を調整するステップと、
を含む請求項4又は5に記載の方法。 - 制御ユニットと電力変換ユニットとを含む電力変換器であって、前記制御ユニットは電圧バランスループを含み、
前記電圧バランスループは、前記電力変換器の複数の相電圧のうち、正の最大相のBUS電圧と負の最大相のBUS電圧との差を誤差入力として、各相の電圧バランス調整デューティ比を計算して、主相のBUS電圧と全ての相のBUS電圧の平均値との差に応じて、前記各相の駆動デューティ比の調整方向を決定するように構成されており、前記主相は、前記複数の相電圧のうち、絶対値が最大の相であり、
前記電力変換ユニットは、前記各相の駆動デューティ比の調整方向と前記各相の電圧バランス調整デューティ比に基づいて、前記電力変換器の各相のBUS電圧に対してバランス調整を行うように構成された
電力変換器。 - 前記制御ユニットはさらに、
前記変換器の前記複数の相電圧をサンプリングするように構成されたサンプリングサブユニットを含む請求項7に記載の電力変換器。 - 前記電圧バランスループは、
前記主相のBUS電圧と全ての相のBUS電圧の平均値との差が第1既定電圧より大きい場合、前記主相の駆動デューティ比の調整方向は、前記主相のBUS電圧を下げる方向であり、他の相の駆動デューティ比の調整方向は、他の相のBUS電圧を上げる方向である方法と、
前記主相に対応するBUS電圧値と全ての相のBUS電圧の平均値との差が第2既定電圧より小さい場合、前記主相の駆動デューティ比の調整方向は、前記主相のBUS電圧を上げる方向であり、他の相の駆動デューティ比の調整方向は、他の相のBUS電圧を下げる方向である方法と、
前記主相に対応するBUS電圧値と全てのBUS電圧の平均値との差が前記第2既定電圧より大きく、且つ第1既定電圧より小さい場合、各相のBUS電圧を調整しない方法と、
のうちの少なくとも1つの方法により、前記各相の駆動デューティ比の調整方向を決定する請求項7に記載の電力変換器。 - 前記制御ユニットはさらに、
サンプリングされた前記複数の相電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換サブユニットと、
目標電圧と各相の入力相電圧から、各相のフィードフォワードデューティ比を計算により得るように構成されたフィードフォワードサブユニットと、
各相のBUS電圧の平均値と目標として設定されたBUS電圧との差を誤差入力として計算し、電流ループの設定値を出力するように構成された電圧ループと、
前記電流ループの設定値と各相の電流との差を電流ループの入力として、PWMデューティ比の微調整部分を出力するように構成された電流ループと、
前記各相の駆動デューティ比の調整方向に応じて、前記各相の電圧バランス調整デューティ比と、各相のフィードフォワードデューティ比及びPWMデューティ比の微調整部分を重ね合わせ、各相の重ね合わせ後のデューティ比に基づいて各相の変調波を得て、前記各相の変調波をPWM駆動信号に変換してから前記電力変換ユニットに出力するように構成されたPWM駆動サブユニットと、
を含む請求項7に記載の電力変換器。 - 前記制御ユニットはさらに、
サンプリングされた前記複数の相電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換サブユニットと、
各相のBUS電圧の平均値と目標として設定されたBUS電圧との差を誤差入力として計算し、電流ループの設定値を出力するように構成された電圧ループと、
前記電流ループの設定値と各相の電流との差を電流ループの入力として、PWMデューティ比の微調整部分を出力するように構成された電流ループと、
前記各相の電圧バランスループ出力値を各相の瞬時入力電圧サンプリング値に重ね合わせて、各相のフィードフォワードデューティ比を計算するように構成されたフィードフォワードサブユニットと、
前記各相の駆動デューティ比の調整方向に応じて、前記各相のフィードフォワードデューティ比及びPWMデューティ比の微調整部分を重ね合わせ、各相の重ね合わせ後のデューティ比に基づいて各相の変調波を得て、前記各相の変調波をPWM駆動信号に変換してから前記電力変換ユニットに出力するように構成されたPWM駆動サブユニットと、
を含む請求項7に記載の電力変換器。 - 前記電力変換ユニットはさらに、
前記PWM駆動信号に応じて、前記変換器の制御パワースイッチのオンとオフを制御し、且つ、各相に対応するBUS電圧を調整するように構成された請求項10又は11に記載の電力変換器。 - コンピュータプログラムを記憶しているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムは、実行時に請求項1から6の何れか一項に記載の方法を実行するように構成されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
- メモリとプロセッサとを含む電子装置であって、前記メモリにはコンピュータプログラムが記憶されており、前記プロセッサは、請求項1から6の何れか一項に記載の方法を実行するために前記コンピュータプログラムを実行するように構成された
電子装置。
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