[发明专利]一种面向不平衡电网的隔离性充电电源及其调制方法

说明书

本发明提供一种面向不平衡电网的隔离性充电电源及调制方法，所述充电电源包括：三个采样电阻、三相四桥臂矩阵变换器、高频变压器、整流电路和控制电路。本发明的充电电源采用在三相三桥臂变换器的基础上增加一个桥臂形成的三相四桥臂矩阵换流器的三相四桥臂电流型高频链矩阵式整流器，以实现在电网不平衡时为输入的不平衡电流提供零序电流通路。所述调制方法将SPWM调制方法与解结耦思想相结合，通过解结耦+SPWM调制方法的使用，使直流母线电压利用率提升，元器件耐压等级降低，提高了网侧单位功率因数，降低了输入电流低次谐波的含量；整体性驱动解决了因变压器漏感导致产生原边电压尖峰的问题，减少了开关损耗，提高了输出电压波形的质量。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种面向不平衡电网的隔离性充电电源及调制方法。

背景技术

矩阵式整流器是一种把交流电能转换成直流电能的拓扑装置，与传统的整流器相比，它具有输出的正弦电流较为标准，输入侧可得到单位功率因数，用输入输出侧用来滤除高次谐波的小容量滤波器来替代体积大的大容量储能元件。高频链整流技术与常规整流技术的区别在于其利用高频变压器实现能量传递和交流测与直流侧电气隔离，从而减小了变压器的体积和重量，提高了电能利用率，改善了整流器的工作特性。高频链整流与矩阵式整流结合起来后具有没有中间的储能环节，体积小，效率高，输出的电压幅值可以得到控制。

高频链矩阵式整流器与矩阵变换器拓扑的不同在于高频链矩阵式整流器是在变换器的基础上增加了高频变压器和后级桥式整流电路，可以实现网侧的单位功率因数，可以实现电气隔离，防止后级采用的桥式整流所带来的谐波污染。

现有的三相高频链矩阵式整流器的研究已经具备了各种成果，但由于三相三桥臂高频连矩阵式整流器在电网不平衡时的工作效率低下，而且针对现有的三相三桥臂的调制方法，例如已知专利号为CN201710624036的专利中公开了一种调制方法具有高功率密度，输入电流谐波含量低，输出电压可控等优点，但同时造成开关管两端电压尖峰大的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向不平衡电网的隔离性充电电源及其调制方法，以克服三相三桥臂高频连矩阵式整流器在电网不平衡时的工作效率低下的技术缺陷，提高充电电源在不平衡电网时的工作效率并克服充电电源在工作过程中其中的开关管两端电压尖峰大的技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种面向不平衡电网的隔离性充电电源，所述充电电源包括：三个采样电阻、三相四桥臂矩阵变换器、高频变压器、整流电路和控制电路；

三相电网的三相输出端分别通过三个所述采样电阻与所述三相四桥臂矩阵变换器的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂的输入端连接，所述三相电网的零相输出端与所述三相四桥臂矩阵变换器的第四桥臂的输入端端连接；

所述三相四桥臂矩阵变换器的输出端与所述高频变压器的原边连接，所述高频变压器的副边与所述整流电路的输入端连接；所述整流电路的输出端与负载连接；

三个所述采样电阻的输出端分别与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述三相四桥臂矩阵变换器的控制端连接。

可选的，所述三相四桥臂矩阵变换器包括：第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂；