[发明专利]单相准单级式AC-DC变换器的控制方法

说明书

单相准单级式AC‑DC变换器的控制方法，属于电能变换技术领域，本发明为解决现有单相准单级式AC‑DC变换器的控制方法存在交流侧电流谐波大的问题。本发明的具体过程为：采集交流电源电压，通过锁相环获得交流电源电压的相角，获得同步整流器的控制信号；获得单位功率因数下的第一桥式变换器的输入电流瞬时值参考值；获得第一桥式变换器和第二桥式变换器的内移相角，获得第一桥式变换器和第二桥式变换器之间的外移相角；同时，对控制信号死区的时间进行补偿。本发明用于电能变换。

技术领域

本发明涉及一种单相准单级式AC-DC变换器的控制方法，属于电能变换技术领域。

背景技术

AC-DC功率变换器在交流并网型蓄电池、超级电容储能系统、光伏发电系统等方面获得了广泛应用。单相准单级式AC-DC变换器采用高频隔离变换技术，无需工频大体积隔离变压器即可实现直流源与所接入电网的电气隔离，有效减小了系统的体积，另外，由于取消了直流侧大容值电解电容，使得系统体积进一步降低，同时又有效提高了系统使用寿命，间接提高了系统效能。

对于单相准单级式AC-DC变换器的控制而言，一方面要求保持直流侧电压、电流的平稳，另一方面要求交流侧电流的正弦性。由其工作原理可知，通过其交流侧的同步整流器可以把交流电压变换为全波整流电压波形，从而后级的两个桥式变换器可以等效为一个双有源桥DC-DC变换器，因此可以使用传统双有源桥DC-DC变换器中的移相调制策略对其进行控制，其区别仅在于需要将桥式变换器的输入电流参考设置为正弦波的全波整流波形。

理论上，应用于双有源桥DC-DC变换器的单移相、双移相和三移相调制策略均可以应用于准单级式AC-DC变换器，但是在实际应用中，由于其每个开关周期的电流参考均不同，因此要求在每个开关周期内的实际平均电流均应与其参考值相等。现有方案中均没有考虑相邻开关周期内电流的耦合作用，造成不能通过简单地控制移相角来实现高精度电流控制，造成实际交流电流存在较大谐波。另外，为防止桥臂直通，需要在各个桥臂的控制信号中加入死区，这一死区进一步造成交流电流谐波加剧，现有技术中尚未有能够同时解决上述问题的方案公布。

发明内容

本发明目的是为了解决现有单相准单级式AC-DC变换器的控制方法存在交流侧电流谐波大的问题，提供了一种单相准单级式AC-DC变换器的控制方法。

本发明所述单相准单级式AC-DC变换器的控制方法，该控制方法的具体过程为：

S1、采集交流电源电压，通过锁相环获得交流电源电压的相角，获得同步整流器的控制信号；

S2、获得单位功率因数下的第一桥式变换器的输入电流瞬时值参考值；

S3、获得第一桥式变换器和第二桥式变换器的内移相角，获得第一桥式变换器和第二桥式变换器之间的外移相角；同时，对控制信号死区的时间进行补偿。

优选的，S1所述采集交流电源电压，通过锁相环获得交流电源电压的相角，获得同步整流器的控制信号的具体过程为：

设置周期为T_s的高频锯齿波作为载波，在每个周期高频锯齿波的起始时刻，采集交流电源电压V_g，通过锁相环获得V_g的相角θ_g；

判断θ_g是否为θ_g＜180°，如果是则同步整流器中的Q₁和Q₄导通，Q₂和Q₃关断；如果否则Q₁和Q₄关断，Q₂和Q₃导通。

优选的，S2所述获得单位功率因数下的第一桥式变换器的输入电流瞬时值参考值的具体过程为：

设置电流幅值参考值为获得输入电流瞬时值参考值