[发明专利]一种混合整流器及控制方法

权利要求书

1.一种混合整流器，其特征在于，包括：主电路和控制器；所述主电路包括：VIENNA整流器和飞跨电容型辅助开关管桥臂；

所述VIENNA整流器包括三相和三组开关器件；每相均由两个二极管构成，两个二极管的中间节点独立接出作为交流侧输入的接口，每相连接交流电源，作为连接交流侧的输入；每个所述中间节点还连接由两个反向串联的一组开关器件，三组开关器件的另一侧接在一起，所述三组开关器件的输出端作为所述混合整流器的中性点；

所述飞跨电容型辅助开关管桥臂包括：四个开关器件和一个电容，四个开关器件串联在直流侧的正负极之间，电容的两端分别连接于第一开关器件与第二开关器件的中间节点以及第三开关器件和第四开关器件的中间节点；第二开关器件与第三开关器件的中间节点作为输出节点连接所述中性点；

所述控制器包括：电压电流双环控制器、零共模电压控制器和中性点电压平衡控制器；

所述电压电流双环控制器连接在所述VIENNA整流器两端，用于根据所述VIENNA整流器输入的三相交流电和输出的直流电压控制所述VIENNA整流器的三相的各个开关器件的状态，以输出目标直流电压；

所述零共模电压控制器连接所述VIENNA整流器的三相，用于基于所述VIENNA整流器的三相调制波，控制所述VIENNA整流器的三相的各个开关器件的状态，以使所述混合整流器的共模电压为零；

所述中性点电压平衡控制器连接所述飞跨电容型辅助开关管桥臂，用于基于所述中性点的电流方向和所述飞跨型辅助开关管桥臂的电容电压，控制所述飞跨电容型辅助开关桥臂的各个开关器件的状态，以使所述电容的电压始终为直流侧输出电压的一半，从而控制混合整流器的中性点电压平衡。

2.如权利要求1所述的混合整流器，其特征在于，所述飞跨电容型辅助开关管桥臂的上节点和所述VIENNA整流器的三相的上节点连接在一起作为直流侧输出的正极，下节点和所述VIENNA整流器的三相的下节点连接在一起作为直流侧输出的负极；

所述飞跨电容型辅助开关管桥臂的四个开关器件的频率和所述VIENNA整流器的开关器件的频率一致。

3.如权利要求2所述的混合整流器，其特征在于，所述混合整流器还包括：稳压电容；

所述稳压电容并联于所述VIENNA整流器的直流侧，用于直流侧输出的稳压。

4.如权利要求2所述的混合整流器，其特征在于，所述开关器件为全控型开关器件，二极管为不控器件。

5.如权利要求1所述的混合整流器，其特征在于，所述控制器对所述VIENNA整流器和所述飞跨电容辅助开关桥臂的控制是完全解耦的。

6.一种混合整流器的控制方法，适用于如权利要求1-5任一项所述的一种混合整流器，其特征在于，包括：

所述电压电流双环控制器获取所述混合整流器的输入的三相交流电流和输出侧的直流电压，经过电压外环控制器处理和电流内环控制器处理后，得到的三相调制波电压的给定值

所述零共模电压控制器接收所述电压电流双环控制器输出的三相调制波电压的给定值基于空间矢量调制或基于载波移相调制，进行运算，得到PWM信号对所述VIENNA整流器的开关器件进行控制，以使所述混合整流器的共模电压为零；

所述中性点电压平衡控制器根据PWM信号控制所述飞跨电容型辅助开关桥臂的开关器件的状态，控制第一开关器件和第三开关器件的驱动PWM信号一致，控制第二开关器件和第四开关器件的驱动PWM信号一致，占空比均为50％，以使所述飞跨电容型辅助开关桥臂的电容的电压为直流侧输出电压的一半，所述混合整流器的中性点电压平衡。