[发明专利]基于空间矢量调制的三相整流转换器PWM方案

说明书

本发明提供了一种矩阵整流器，包括由相A和相B构成的桥x和由相A和相C构成的桥y，其中每个输入相A，B和C包括两个串联连接的双向开关。本发明的操作所述矩阵整流器的方法包括在所述输入相A，B和C的两个连续的零电压交叉点之间的每个60°间隔中，将所述桥x和桥y作为独立的全桥相移转换器来进行操作。在每个60°间隔的第一个30°区间中，所述桥x和桥y在每个开关周期中以第一矢量顺序被操作，所述第一矢量顺序被分为的顺序。

技术领域

本发明涉及基于空间矢量调制(SVM)的三相整流转换器脉宽调整(PWM)方案。

背景技术

当需要减小转换器的尺寸和重量时，要以高频率进行电气隔离。典型地，单级功率转换可以通过直接矩阵型功率因数校正(PFC)整流器来实现，该直流矩阵型功率因数校正(PFC)整流器将工业频率交流电压直接转换成供应给高频隔离变压器的高频交流电压，并且其次级电压被整流成所需的直流输出电压。

图1显示了一个三相单级隔离式高频PWM矩阵整流器。图1所示的电路既可以利用本节中讨论的已知PWM方案，也可以利用根据在下面的具体实施方案部分中讨论的本发明的优选实施例的新型PWM方案来使用。

图1显示了一个隔离式矩阵整流器。在图1的描述中，“线路侧”、“电网侧”和“初级侧”是指在变压器T_r的左侧与A，B，C每一相的线电压v_a、v_b、v_c相连接的部分的电路，而“负载侧”和“次级侧”是指在变压器T_r的右侧与输出电压V_o相连接的部分的电路，即，负载。在线路侧，三相交流电流合并为单相交流电流，在负载侧，单相交流电流由二极管D₁至D₄整流，以提供直流电流。

图1的隔离式矩阵整流器包括：滤波电感器L_f和滤波电容器C_f，滤波电感器L_f和滤波电容器C_f构成了减小总谐波失真(THD)的线路侧滤波器；以桥接方式布置成3相-1相矩阵转换器的双向开关S₁至S₆；在线路侧电路和负载侧电路之间提供高电压隔离的变压器T_r；以桥接方式布置以提供输出整流的四个二极管D₁到D₄；以及构成用于输出电压的滤波器的输出电感器L_o和输出电容器C_o。

在此隔离式矩阵整流器中，双向开关用于在任一方向上打开或关闭电流路径。如图1所示，双向开关包括串联连接的两个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。由于MOSFET的反并联二极管，MOSFET只能关断一个方向的电流。通过以源极对源极或漏极对漏极的方式连接两个MOSFET，可以实现双向开关。如果使用绝缘栅双极晶体管(IGBT)，则两个IGBT可以并联或串联连接，来构成双向开关。