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专利号: 2021103737236
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电动汽车快充电源变换器的控制方法,包括设置有前级整流电路和后级升压电路的三相PFC变换器,其特征在于:所述前级整流电路中的开关器件与所述后级升压电路中的开关器件耦合,前级整流电路中的开关器件基于比例积分调节器一和比例谐振调节器控制,根据空间矢量调制算法进行动作;后级升压电路中的开关器件动作取决于所述比例积分调节器一与所述比例谐振调节器和控制后级升压电路的比例积分调节器二的共同作用,对前级整流电路中的开关器件和后级升压电路中的开关器件进行联合控制,进而降低电动汽车快充电源变换器中直流电感电流纹波;

所述联合控制具体是指:

前级整流电路的第一开关器件S1、第二开关器件S2、第三开关器件S3、第四开关器件S4、第五开关器件S5、第六开关器件S6基于比例积分调节器一和比例谐振调节器控制,根据空间矢量调制算法进行动作;后级升压电路的第七开关器件S7动作取决于所述比例积分调节器一与比例谐振调节器和控制后级升压电路的比例积分调节器二的共同作用;

前级整流电路将桥臂输出电压udc作为反馈量,桥臂输出电压反馈量进入比例积分调节器一,与锁相环PLL得出的电网电压角度θ进行系列运算后得出参考电流,最终通过比例谐振调节器运算得出调制度m,依据调制度m大小,空间矢量调制算法发出相应时长的脉冲给前级整流电路的第一开关器件S1、第二开关器件S2、第三开关器件S3、第四开关器件S4、第五开关器件S5和第六开关器件S6,使得桥臂输出电压udc平均值为设定参考值;同时,若前级整流电路处于零矢量状态,比例积分调节器一与比例谐振调节器对后级升压电路中的第七开关器件S7发出动作信号一,若前级整流电路处于有源矢量状态,比例积分调节器一与比例谐振调节器不对开关器件S7发出动作信号;

后级升压电路将电阻负载电压u0作为反馈量,进入比例积分调节器二,通过与载波比较后,对后级升压电路中的第七开关器件S7发出动作信号二,所述动作信号一和所述动作信号二两个动作信号进入逻辑运算环节,进行“或”逻辑运算后,最终对后级升压电路的第七开关器件S7发出脉冲信号;

当前级整流电路处于三种零矢量状态时,通过所述比例积分调节器一与比例谐振调节器和所述比例积分调节器二发出信号进入逻辑运算环节,最终发出导通信号给后级升压电路中的第七开关器件S7,使得后级升压电路中的第七开关器件S7一直处于导通状态,使得后级升压电路中的直流电感Lp两端的电压为零,即直流电感Lp上的电流纹波为零;

当前级整流电路处于六种有源矢量状态时,所述比例积分调节器一与比例谐振调节器不对开关器件S7发出信号,所述比例积分调节器二发出动作信号给后级升压电路的第七开关器件S7进行导通、关断以满足输出电压大小要求。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车快充电源变换器的控制方法,其特征在于:所述前级整流电路包括第一交流电源va、第二交流电源vb、第三交流电源vc、第一交流输入滤波电容C1、第二交流输入滤波电容C2、第三交流输入滤波电容C3、第一交流输入滤波电感L1、第二交流输入滤波电感L2、第三交流输入滤波电感L3、第一开关器件S1、第二开关器件S2、第三开关器件S3、第四开关器件S4、第五开关器件S5、第六开关器件S6、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6;

所述后级升压电路包括第七开关器件S7、第七二极管D7、直流电感Lp、输出稳压电容C4和电阻负载RL;

所述第一交流电源va的尾端同时与所述第二交流电源vb的尾端、所述第三交流电源vc的尾端相连接,连接点为n';所述第一交流电源va首端与所述第一交流输入滤波电感L1尾端相连接;所述第二交流电源vb与所述第二交流输入滤波电感L2尾端相连接;所述第三交流电源vc首端与所述第三交流输入滤波电感L3尾端相连接;

所述第一交流输入滤波电感L1首端同时与所述第一交流输入滤波电容C1首端、所述第一开关器件S1集电极、所述第四开关器件S4发射极相连接;所述第二交流输入滤波电感L2首端同时与所述第二交流输入滤波电容C2首端、所述第三开关器件S3集电极、所述第六开关器件S6发射极相连接;所述第三交流输入滤波电感L3首端同时与所述第三交流输入滤波电容C3的首端、所述第五开关器件S5集电极、所述第二开关器件S2发射极相连接;所述第一交流输入滤波电容C1尾端同时与所述第二交流输入滤波电容C2尾端、所述第三交流输入滤波电容C3尾端相连接,连接点为N;

所述第一开关器件S1发射极与所述第一二极管D1导通端相连接;所述第四开关器件S4集电极与所述第四二极管D4截止端相连接;所述第三开关器件S3发射极与所述第三二极管D3导通端相连接;所述第六开关器件S6集电极与所述第六二极管D6截止端相连接;所述第五开关器件S5发射极与所述第五二极管D5导通端相连接;所述第二开关器件S2集电极与所述第二二极管D2截止端相连接;

所述第一二极管D1截止端同时与所述第三二极管D3 截止端、所述第五二极管D5截止端、所述直流电感Lp尾端相连接;

所述第四二极管D4导通端同时与所述第六二极管D6导通端、所述第二二极管D2导通端、所述第七开关器件S7发射极、所述输出稳压电容C4尾端、所述电阻负载RL尾端相连接;

所述直流电感Lp首端同时与所述第七开关器件S7集电极、所述第七二极管D7导通端相连接;所述第七二极管D7截止端同时与所述输出稳压电容C4首端,所述电阻负载RL首端相连接。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车快充电源变换器的控制方法,其特征在于:元器件的一端为首端,另一端为尾端。

4.根据权利要求2所述的一种电动汽车快充电源变换器的控制方法,其特征在于:所述第一开关器件S1、所述第二开关器件S2、所述第三开关器件S3、所述第四开关器件S4、所述第五开关器件S5、所述第六开关器件S6、所述第七开关器件S7均为开关管。

5.根据权利要求2所述的一种电动汽车快充电源变换器的控制方法,其特征在于:所述第一交流输入滤波电容C1、所述第二交流输入滤波电容C2、所述第三交流输入滤波电容C3均为薄膜电容;

所述输出稳压电容C4为电解电容;

所述第一交流输入滤波电感L1、所述第二交流输入滤波电感L2、所述第三交流输入滤波电感L3均为滤波电感,所述电感Lp为直流电感;

所述第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7均为功率二极管。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车快充电源变换器的控制方法,其特征在于:输出电压udc反馈由电压霍尔获得。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车快充电源变换器的控制方法,其特征在于:所述比例积分调节器一为PI调节器一;所述比例谐振调节器为PR调节器;所述比例积分调节器二为PI调节器二。