一种电流源输入高频隔离矩阵变换器及其调控方法技术

本发明专利技术公开了一种电流源输入高频隔离矩阵变换器及其调控方法，属于发电、变电或配电的技术领域。变换器包括：电流源型全桥变换器、高频变压器、矩阵变换器、三相滤波器，采用优化的空间矢量调制方案控制该变换器，通过比较三相滤波电容电压的大小决定空间矢量的作用顺序，可以实现所有开关管的零电压开通；电流源型全桥电路采用副边钳位的换流策略，通过计算漏感电流换流时间，实现全桥开关管的零电流关断，进而实现安全可靠换流，具有系统损耗小、效率和功率密度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种电流源输入高频隔离矩阵变换器及其调控方法
本专利技术属于新能源发电技术，尤其是并网变换器，具体而言涉及一种电流源输入高频隔离矩阵变换器及其调控方法，属于发电、变电或配电的

技术介绍
新能源技术的发展对高效高可靠变换器的需求日益增加。非隔离型并网变换器存在比较大的对地泄漏电流，并且存在安全性问题，这限制了其在分布式发电领域的进一步应用。隔离型并网变换器分为低频隔离和高频隔离两类，其中，低频隔离变换器利用工频变压器实现隔离功能，工频变压器的体积大，质量重，功率变换器的功率密度比较低；高频隔离变换器利用高频变压器实现隔离功能，具有效率高、功率密度高及容易实现电压匹配的优点。高频隔离变换器分为两大类，一类是两级式隔离变换器，另一类是单级式矩阵变换器。两级式隔离变换器的前级为谐振变换器、全桥变换器等隔离型直流变换器，后级为逆变器，两级之间需要增加中间直流储能环节，即大的铝电解电容，来维持母线电压的稳定，但电解电容的寿命较短、故障率高且只能在105°下运行，不利于系统的可靠性，限制了两级式隔离变换器在系统极端条件下的应用；此外，两级式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流源输入高频隔离矩阵变换器，其特征在于，包括：/n电流源型全桥变换器，其输入直流母线接直流侧电流源，/n高频变压器，其原边线圈接电流源型全桥变换器的输出端，/n矩阵变换器，其直流母线接高频变压器的副边线圈，及，/n三相滤波电路，每相滤波电路中的电容并联在矩阵变换器对应相桥臂中点和参考电位点之间，各相滤波电路输出端接交流侧；/n所述矩阵变换器的电流矢量作用顺序根据加载在滤波电容上的线电压确定，电流源输入高频隔离矩阵变换器在电流矢量的作用下依次经历正半周期零矢量作用阶段、第一有源矢量作用阶段、第二有源矢量作用阶段、电流源型全桥变换器换流阶段、电流源型全桥变换器续流阶段、负半周期零矢量作用...

【技术特征摘要】
1.一种电流源输入高频隔离矩阵变换器，其特征在于，包括：
电流源型全桥变换器，其输入直流母线接直流侧电流源，
高频变压器，其原边线圈接电流源型全桥变换器的输出端，
矩阵变换器，其直流母线接高频变压器的副边线圈，及，
三相滤波电路，每相滤波电路中的电容并联在矩阵变换器对应相桥臂中点和参考电位点之间，各相滤波电路输出端接交流侧；
所述矩阵变换器的电流矢量作用顺序根据加载在滤波电容上的线电压确定，电流源输入高频隔离矩阵变换器在电流矢量的作用下依次经历正半周期零矢量作用阶段、第一有源矢量作用阶段、第二有源矢量作用阶段、电流源型全桥变换器换流阶段、电流源型全桥变换器续流阶段、负半周期零矢量作用阶段。


2.权利要求1所述一种电流源输入高频隔离矩阵变换器的调控方法，其特征在于，
所述电流源型全桥变换器包括：第一开关管和第二开关管串联组成的一桥臂、第三开关管和第四开关管串联组成的另一桥臂，矩阵变换器包括：第一双向开关管和第四双向开关管串联组成的a相桥臂、第三双向开关管和第六双向开关管串联组成的b相桥臂、第五双向开关管和第二双向开关管串联组成的c相桥臂；
一个开关正半周期内作用于矩阵变换器的三个电流矢量为零矢量I7、第一有源矢量I1+、第二有源矢量I2+，对应矩阵变换器的输入电压为U0、U1、U2，比较相邻两相电容上的线电压后确定三个电流矢量的作用顺序为I7->I1+->I2+时U2>U1>U0，一个开关正半周期内电流源输入高频隔离矩阵变换器的调控过程为：
a、状态1：正半周期零矢量作用阶段
开关周期开始时，零矢量I7作用于矩阵变换器，矩阵变换器中第一双向开关、第四双向开关导通，电流源型全桥变换器中的第一开关管和第四开关导通；
b、状态2：第一有源矢量作用阶段
零矢量作用时间结束后，第一有源矢量I1+作用于矩阵变换器，电流源型全桥变换器中的第一开关管和第四开关管维持导通状态，ab相电容上的相电压大于0，高频变压器副边电流向第六双向开关管的输出电容充电，第六双向开关管零电压导通，第四双向开关管关断，高频变压器副边电压等于ab相电容上的线电压，能量从直流侧馈送给交流侧；
c、状态3：第二有源矢量作用阶段
第一有源矢量I1+作用时间结束后，第二有源矢量I2+作用于矩阵变换器，电流源型全桥变换器中的第一开关管和第四开关管维持导通状态，ac相电容上的线电压大于ab相电容上的线电压，高频变压器副边电流向第二双向开关的输出电容充电，第二双向开关零电压导通，第六双向开关关断，高频变压器副边电压等于ac相电容上的线电压，能量从直流侧馈送给交流侧；
d、状态4：电流源型全桥变换器换流阶段
矩阵变换器中第一双向开关管、第二双向开关管维持导通状态，电流源型全桥变换器的所有开关重叠导通，第二开关管和第三开关管零电流导通；
e、状态5：电流源型全桥变换器续流阶段
电流源型全桥变换器的所有开关重叠导通时间结束后，矩阵变换器中第二双向开关管关断、第四双向开关管零电压导通，变换器副边电压为零，第一开关管、第四开关管的反并联二极管续流，第一开关管、第四开关管零电流关断；
f、状态6：负半周期零矢量作用阶段
第一开关管、第四开...

【专利技术属性】
技术研发人员：王政，徐阳，刘鹏程，邹志翔，程明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32