[发明专利]一种用于三相三电平VIENNA整流器的电流采样方法

权利要求书

1.一种用于三相三电平VIENNA整流器的电流采样方法，三相三电平VIENNA整流器包括三相输入电源u_a、u_b、u_c，三相输入滤波电感L_a、L_b、L_c，各相桥臂正、负向续流二极管D_ap、D_bp、D_cp、D_an、D_bn、D_cn，A、B、C三相桥臂开关管S_a、S_b、S_c，各相的精密采样电阻R_a、R_b、R_c，直流侧上、下母线电容C_f1、C_f2，输出电压U_o，输出负载电阻R_L，所述开关管S_a、S_b、S_c为双向开关，三相输入电源u_a、u_b、u_c的第一端连接，第二端分别与三相输入滤波电感L_a、L_b、L_c的第一端连接，滤波电感L_a、L_b、L_c的第二端分别连接二极管构成的三相桥臂的中点，三相桥臂的中点同时还分别连接三相桥臂开关管S_a、S_b、S_c的第一端，S_a、S_b、S_c的第二端分别连接三相的精密采样电阻R_a、R_b、R_c的第一端，精密采样电阻R_a、R_b、R_c的第二端接地，续流二极管D_ap、D_bp、D_cp的阴极连接C_f1的正极和负载的一端，C_f1的负极接地，续流二极管D_an、D_bn、D_cn的阳极连接C_f2的负极和负载的另一端，C_f2的正极接地，精密采样电阻连接采样调理电路和控制器，其特征在于，所述电流采样方法包括如下步骤：

当该支路的双向开关开通时，采集采样电阻的电流，流经采样电阻的电流与电感电流相同，且此时电感电流上升；当双向开关断开时，无电流流经采样电阻，该采样电流方法得到的为高频脉冲小信号电压，其幅值与实际电感电流成比例；该电压小信号再经过电流采样调理电路进行信号放大、抬升，通过DSP的AD采样模块进入控制器，利用数字控制在每个脉冲信号的中点进行采样，从而实现三相输入电流的离散化采样，实现VIENNA电路的数字化控制。

2.根据权利要求1所述的一种用于三相三电平VIENNA整流器的电流采样方法，其特征在于，所述双向开关管可以为两种结构，第一种结构为两个MOSFET反向串联构成，整流电路为三相六开关三电平VIENNA整流电路，第二种结构包括四个二极管和一个MOSFET，第一二极管的正极连接第二二极管的负极，第三二极管的正极连接第四二极管的负极，第一开关管的负极与第三开关管的负极以及MOSFET的漏极相连，第二开关管的正极与第四开关管的正极以及MOSFET的源极相连，整流电路为三相三开关三电平VIENNA整流电路。

3.根据权利要求1所述的用于三相三电平VIENNA整流器的电流采样方法，其特征在于，在交流输入电压u_i正半周(u_i>0，i＝a,b,c)，当双向开关S_i开通时，整流器i相电流由交流源正端流经滤波电感L_i，再经过双向开关S_i到达变换器直流侧输出中点O，最后回到交流源负端，即此时流经双向开关支路的电流等于输入侧的电感电流，此阶段电感电流上升，且为正；

当双向开关S_i关断时，系统i相电流由交流源正端流经滤波电感L_i，快恢复二极管D_ip，通过直流侧上母线电容到达直流侧电容中点O，再经过其他支路回到交流源负端，即此阶段输入电感电流不经过双向开关支路，此阶段电感电流下降，且为正，此阶段双向开关支路电流为0；

当交流输入电压u_i为负，双向开关S_i开通时，系统电流由交流源负端经其他支路到达变换器直流侧输出中点O，再经过双向开关S_i，滤波电感L_i，最后回到交流源正端，即此时流经双向开关支路的电流同样等于输入侧的电感电流，此阶段电感电流上升，且为负；

当交流输入电压u_i为负，双向开关S_i关断时，系统电流由交流源负端经其他支路到达直流侧电容中点O，经过直流侧下母线电容，快恢复二极管D_in和滤波电感L_i，最后回到交流源正端，即此阶段输入电感电流不经过双向开关支路，此阶段电感电流下降，且为负，此阶段双向开关支路电流为0；

流经双向开关支路的电流为电感电流上升部分所组成的脉冲电流，与双向开关串联的采样电阻R_i所采样得到的是与开关支路电流相对应的小电压信号，即采样调理电路的输入电压信号。