[发明专利]一种具有高功率因数高功率密度的高压电源的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电源技术领域，特别涉及一种高功率因数高功率密度高压电源的控制方法。

背景技术

大功率高压电源应用于等离子体加热、深空通信和高功率微波等领域。微波系统向更高功率和机动化方向发展，对电源系统的要求也向着高效率、高功率密度和高性能方向发展。随着功率容量的增加，电源系统对配电电网的影响也逐渐显现出来，低功率因数和高谐波特性不仅需要更大的配电功率、引起较大的配电损耗，还会对其他连接电网的设备造成干扰，因而电源系统在电网侧的性能也得到重视。

基于常规技术路线的高压电源由于需要较大的工频电抗器和直流储能电容，因而体积较大，为了实现高功率因数，还需要增加三相功率因数校正电路或有源滤波器，不仅让整机尺寸更大，还会带来较大的损耗，不利于实现高效率和高功率密度。高频交流链技术(AC-link)类似于矩阵变换器技术，不同点在于，高频交流链技术中将矩阵开关和谐振电路相结合以实现软开关，从而实现更高的连链接频率，以减小系统尺寸。基于高频交流链接技术可用于高压输出的方案中多采用断续工作模式。谐振电路的连续工作模式，在传递同样的功率条件下，开关需要承受的电流峰值仅为断续工作模式的一半左右，因而同等开关条件下，功率等级可以提高近一倍；另外连续电流模式的峰值系数更低，对应着同样的回路通态电阻条件下，欧姆损耗更低。常规技术路线中也多让谐振电路工作在连续工作模式，但控制上通常仅采用频率控制或移相控制，而频率和移相联合控制可以进一步降低损耗，只是控制算法复杂，在采用高频交流链技术方案后，等效激励电压中又多出一次切换过程，使得控制算法更为复杂。为了避免吸收电路带来的体积增加、散热等问题，采用了谐振电路的欠谐振模式，则不再需要吸收电路。

发明内容

本发明所要解决的，就是将高频交流链接技术、谐振电路的欠谐振工作模式与频率和移相联合控制方案相结合所带来的控制问题,提出了一种高功率因数高功率密度高压电源的控制方法。

本发明的技术方案为，一种高功率因数高功率密度高压电源的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.高压电源上电后，实时采集负载电压U_L和电网三相输入相电压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，将电网周期划分为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；

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