[发明专利]一种AC-DC串联谐振矩阵变换器的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及矩阵变换器控制技术和高频交流连接技术，具体的说是涉及一种高压直流负载用AC-DC串联谐振矩阵变换器的控制方法及装置。

背景技术

高压直流电源在连续波以及长脉冲调制器高功率微波系统中有着广泛应用。为了满足未来高技术战争的军事需求，高功率微波系统在朝着高功率、小型化、轻量化的方向发展，这就要求其电源有更高的功率密度，效率和功率因数。目前普遍使用的电源一般采用存在中间直流储能环节的DC-Link技术，中间储能环节的存在必然会增加电源系统的体积和重量，降低了电源的功率密度；另外，这种电源在其电网输入端的电能质量不高，功率因数较低、谐波含量较大，为了进行校正或抑制，必然需要引入额外的电力电子器件，这样又进一步降低了供电系统的功率密度和效率，为了解决上述问题，研究新拓扑结构与控制技术的电源，提高电源的效率，功率密度和功率因数就变得尤为重要。

矩阵变换器具有能量双向流通、正弦输入输出电流、输入功率因数可控、输出电压幅值和相位可控、无中间储能环节和结构紧凑等诸多优点，将矩阵变换器应用于高压直流电源将显著提高电源的功率密度。

目前矩阵变换器的调制算法主要分为AV调制算法，瞬时电压合成算法和空间矢量调制算法。这些调制算法相对复杂，计算量较大，更重要的是不能适用在高频(几十kHz)输出场合。当前矩阵变换器的换流策略主要分为电压型和电流型换流策略，为实现可靠的换流输入需串联较大电感防止输入短路，输出需采用箝位电路防止输出开路，而这些方法也不适用于当前高频工作的拓扑电路。

应用在高频输出场合的矩阵变换器称为高频交流链，随着矩阵开关后接的主回路类型以及工作模式的不同，矩阵开关的控制策略、换流策略均不同，不能借鉴已有的方法；为了减小电源的输出纹波、提高输入侧功率因数、同时减小主回路电流峰值，需研究应用适用于当前拓扑电路和工作模式的新型控制策略和换流策略。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述常规矩阵变换器的不足，提出一种实现稳压输出的AC-DC串联谐振矩阵变换器的控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种AC-DC串联谐振矩阵变换器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.实时采集负载电压V₀和三相电压源的三相输入相电压u_a，u_b，u_c；

b.根据实时采集到的三相输入相电压u_a，u_b，u_c的相对大小关系，将每个输入相电压周期划分为12个区间，每个区间内相电压的极性和大小确定，且保持单调变化，所述12个区间具体为：

区间Ⅰ：u_a＞u_c＞u_b，U_P=u_a，U_M=u_c，U_N=u_b；

区间Ⅱ：u_a＞u_b＞u_c，U_P=u_a，U_M=u_b，U_N=u_c；

区间Ⅲ：u_a＞u_b＞u_c，U_P=u_c，U_M=u_b，U_N=u_a；

区间Ⅳ：u_b＞u_a＞u_c，U_P=u_c，U_M=u_a，U_N=u_b；

区间Ⅴ：u_b＞u_a＞u_c，U_P=u_b，U_M=u_a，U_N=u_c；