[发明专利]一种单电流采样式三相功率变换电路

权利要求书

1.一种单电流采样式三相功率变换电路，其特征在于，采用全桥结构或半桥结构，功率部分为三相有源功率变换电路，包括直流母线滤波电容C，功率器件S₁-S₆，续流二极管D₁-D₆，直流母线及其电压u_DC，以及负载；其中，功率器件为MOSFET，负载为电网或变压器，三相输入或输出电流分别为i_A、i_B和i_C；电流传感器安装在低压母线侧或高压母线侧靠近直流母线滤波电容C的两相桥臂之间，采集的电流值为i_dn；电流传感器为霍尔器件或采样电阻，数量至少为1个，三相电流信号来源于电流传感器重构后的三相电流；三相电流重构方法的具体过程如下：

(1)首先，在PWM周期的零点时刻，采集第一次i_dn值，记为i_dn1；

(2)其次，根据合成电压矢量所在扇区，确定第二次i_dn的采样时刻，采集第二次i_dn值，记为i_dn2，具体的确定步骤为：

1)当合成电压矢量位于扇区II、III、IV、V时，在S_x信号置1后采集i_dn2，S_x为三相上桥臂中最早动作的桥臂使能信号；

2)当合成电压矢量位于扇区I、VI时，在S_y信号置1后采集i_dn2，S_y为三相上桥臂中第二动作的桥臂使能信号；

(3)根据步骤(1)采集的i_dn1和步骤(2)采集的i_dn2重构出三相电流信号；

其中，不可观测区为标准电压矢量u₃、u₄附近宽度为t_min的区域，其中，t_min为完成i_dn电流采样的最小时长的标幺值，基值为PWM周期的一半；当合成电压矢量落入不可观测区时，对S_x、S_y或S_z信号进行移相，使得t₁或t₂的长度满足i_dn电流采样的最小时长，t₁、t₂分别为有效电压矢量在半个PWM周期内作用时间的标幺值，t₀为零电压矢量的标幺值，基值为PWM周期的一半；三相下桥臂信号分别与对应的上桥臂信号取反，实现互补导通，同时，设置死区时间以避免上下桥臂直通短路；

具体移相逻辑如下：

(1)当合成电压矢量位于扇区I、VI，且落入不可观测区时，将S_z信号的导通和关断时刻均右移/后移Δt₂，Δt₂≥t_min-t₂，S_z为三相上桥臂中最后动作的桥臂使能信号；

(2)当合成电压矢量位于扇区III、IV时，且落入不可观测区时，将S_x信号的导通和关断时刻均左移/前移Δt₁，Δt₁≥t_min-t₁，S_x为三相上桥臂中最早动作的桥臂使能信号；

(3)当合成电压矢量位于扇区II、V时，且落入不可观测区时，采取以下任意一种逻辑：

1)将S_x信号的导通和关断时刻均左移/前移Δt，Δt≥t_min-(t₁+t₂)；

2)将S_z信号的导通和关断时刻均右移/后移Δt，Δt≥t_min-(t₁+t₂)；

3)将S_x信号的导通和关断时刻均左移/前移Δt/2，并且S_z信号的导通和关断时刻均右移/后移Δt/2，Δt≥t_min-(t₁+t₂)。