[发明专利]用于控制三相维也纳式整流器的方法

说明书

本发明涉及一种用于控制三相维也纳式整流器的方法(6)，该三相维也纳式整流器包括各自与电相相关联的多个受控功率开关；该方法(6)包括：‑将所提供的三个参考线电压变换(60)成三个相电压的步骤；‑根据这些相电压值的符号以及该三相维也纳式整流器的相电流的平均值来计算(61)要注入的零序分量的步骤；‑根据所计算的要注入的零序分量和这三个相电压来计算针对该三相维也纳式整流器的每个相的“调制”值的步骤；以及‑根据该三相维也纳式整流器的相电流的符号以及所计算的“调制”值来生成(62)用于切换这些受控功率开关的六个信号的步骤。

本发明涉及一种用于控制包括隔离的AC到DC(交流到直流)转换器的三相输入充电设备的三相整流器的方法。这种充电设备尤其适合于用作电动或混合动力机动车辆上车载的设备。

这些车辆装配有高压电池，并且通常包括车载充电器，即，直接安装在车辆上的电池充电设备。这些充电设备的主要功能是根据可从配电网获得的电力对电池进行再充电。因此，其将交流电转换为直流电。针对充电设备，并且更具体地针对车载充电器的期望标准是高效、紧凑、电隔离、可靠性良好、操作安全、电磁干扰发射较低、并且输入电流谐波含量较低。

这涉及三相输入充电设备的类别，这些三相输入充电设备具有与单相输入充电设备相比较更高的充电功率。图1示出了电动或混合动力车辆上车载的用于从三相供电网络30对该车辆的高压电池进行再充电的隔离充电设备10的已知布局，该车载充电设备10借助于该网络的线路阻抗40连接至三相供电网络。

为了实施具有电隔离的AC到DC转换功能，已知充电设备10的使用包括：包含功率因数校正(PFC)电路20以限制输入电流谐波的第一AC到DC转换器、以及用于控制电荷并且还用于为操作安全提供隔离功能的第二DC到DC(直流到直流)转换器12。输入滤波器13常规地相对于三相供电网络30结合在车载充电设备10的输入端处，在PFC电路20的上游。

PFC电路20由集成控制器(未示出)控制，该集成控制器分析并进行对电流相对于电压的比率的实时校正。其借助于与电压的整流正弦波进行比较从中推导出形状误差，并且其通过控制借助于高频分裂的电量和电感器中的电力储存来校正这些形状误差。更具体地，其目的是在充电器的电源的输入端处获得非异相的且尽可能是正弦的电流。

针对PFC电路20，具体地从现有技术文献CN 104811061中已知的做法是，实施具有三个开关的三电平三相整流器、通常被称为三相维也纳式整流器，诸如现有技术文献EP94120245和图2中所描述的。

选择此布局实际上相对于功率因数校正的性能水平尤其有利。

在三相维也纳式整流器20中，三相交流输入电压30的每个相都通过对应的电感器La、Lb、Lc连接至整流器20的分别设有功率开关单元Sa、Sb、Sc的开关臂1、2、3。

这些功率开关单元Sa、Sb、Sc各自被布置在对应的电感器La、Lb、Lc与中点O之间，该中点在整流器20的两个输出电压Vdch与Vdcl之间，这两个输出电压分别与连接在中点O同正供电线路H之间的第一输出电容器C1上的电压、以及连接在中点O同负供电线路L之间的第二输出电容器C2上的电压相对应。

通常，为了控制这种维也纳式整流器20，测量每个开关Sa、Sb、Sc的输入端处的电压和电流以及整流器的输出端处的电压和电流，并且使用控制回路以使得可以生成用于控制这些开关Sa、Sb、Sc的平均导通时间所需的占空比。

将占空比施加到三相维也纳式整流器的每个开关臂的现有技术在于：取决于电流在臂上流动的方向而使用两个开关中的一个或另一个。

然而，现有技术中已知的用于生成维也纳式整流器20的占空比的方法引起输出电容器C1、C2的端子两端的波动电压，这些波动电压使得对DC到DC转换器12的调节相对复杂且不可靠。

因此，寻求一种用于通过使得对DC到DC转换器12的调节更简单且更稳健来改善该调节的解决方案。