[发明专利]蓄电池充放电单相高频链矩阵变换器分离式矢量调制方法

说明书

一种单相高频链矩阵式变换器蓄电池充放电调制方法，其内容是：在进行蓄电池充电时，前级变换器的控制是首先采用SVPWM控制，进行空间矢量调制输出四路驱动波，经过检测变压器原边电流的正负后进行“与”逻辑的条件判断，形成八路驱动波分离去驱动八个可控开关管。变压器后级矩阵变换器中S_p全通，S_n全关，相当于不可控二极管进行整流，根据不同的开关状态，i_dc通过不同的不控二极管向负载和蓄电池进行充电，在进行放电时后级矩阵变换器S_p全关，S_n进行逆变时的传统调制，能量从蓄电池流向交流侧。本发明方法可以在任意时刻，通过控制开关管的通断来实现充电，进而实现能量的双向流动。

技术领域

本发明涉及电力电子矩阵变换器调制及控制领域，特别涉及一种蓄电池充放电单相高频链矩阵变换器分离式矢量调制方法。

背景技术

目前针对于蓄电池充放电装置的研究主要集中在三相系统和直流系统中，包括三相PWM整流蓄电池充放电装置、三相双向DC-DC变换器充放电装置和适合直流系统中使用的双向DC-DC充放电装置等.但是针对使用高频链矩阵变换器双向充放电的装置研究较少。矩阵变换器与传统变换器相比，没有中间储能环节，结构紧凑、体积小、效率高，采用双向开关，可以实现能量的双向流动，输入电流波形好，无低次谐波且输出电压的幅值和频率可以独立控制，进行整流时输入侧可以实现单位功率因数。高频链变换器采用高频变压器替代工频变压器克服了传统变压器的体积大、噪声大、成本高等缺点。高频链矩阵式变换器吸取了高频链和矩阵式变换器所具有的优点，是两者的结合体。

由于高频变压器漏感的存在，高频链矩阵式变换器换流时，在变压器副边矩阵变换器的开关管上会引起较大的电压过冲，因此矩阵变换器的安全换流一直是制约高频链变换器实现大范围推广的技术难点。常见的换流策略有四步换流策略、基于变换器输入侧线电压极性的两步换流策略，以及基于变换器输入侧线电压极性和负载电流方向的一步换流策略。

然而，上述换流策略虽然能够实现安全换流，但造成矩阵变换器的调制和控制较为复杂，导致了系统可靠性降低以致影响该类变换器的推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种蓄电池充放电单相高频链矩阵变换器分离式矢量调制方法，针对单相高频链变换器蓄电池充放电时，在不改变蓄电池极性的情况下，通过改变后级开关管的通断，实现能量的双向流动，进而实现蓄电池的充放电功能；以及在充电时，实现前级矩阵式开关管的分离式控制，使得控制更加自由灵活。

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种蓄电池充放电单相高频链矩阵变换器分离式矢量调制方法，该调制方法使用的单相高频链矩阵式变换器拓扑是由交流输入电压U_s、LC输入滤波器、前级矩阵式变换器、高频变压器、后级矩阵式变换器、L型滤波器、负载电阻R_dc和蓄电池E依次连接构成；