一种具有可控直流母线短路电流的制造技术

本发明专利技术公开了一种具有可控直流母线短路电流的

【技术实现步骤摘要】
一种具有可控直流母线短路电流的AC/DC变流器


[0001]本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种具有可控直流母线短路电流的
AC/DC
变流器
。

技术介绍

[0002]在交直流混合配电网中，单相
AC/DC
变流器在维持交流电网和直流电网能量平衡方面起到至关重要的作用
。
但是，单相
AC/DC
变流器交流侧与直流侧存在瞬时功率不平衡的问题，这将在直流侧引入二倍频谐波分量
。
[0003]在现有技术中，工业界通常采用在直流侧直接并联大电解电容来吸收二次纹波功率，如图1所示
。
然而，在直流微网应用中，当直流短路故障发生时，该大容量电解电容会产生不可控短路电流，这不仅缩短电容使用寿命而且对直流微网的分级保护设计带来困难
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术采用拆分平波电容的方法来解决不可控短路电流的问题
。
将原有大容量电解电容拆分为一个大容量电容和一个小容量电容
。
本专利技术为非隔离
AC/DC
变流器，电感利用率高，损耗低且结构简单
。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提出了一种具有可控直流母线短路电流的
AC/DC
变流器，具体包括变流电路
001、
检测电路
002、
控制电路
003、
直流负载
R、/>滤波电容
C
f
以及第二电感
L
g
；
[0006]所述变流电路
001
包括第一功率开关
S1、
第二功率开关
S2、
第三功率开关
S3、
第一二极管
D1、
第二二极管
D2、
第三二极管
D3、
第一电感
L、
第一平波电容
C1以及第二平波电容
C2；所述第一功率开关
S1一端与所述第三功率开关
S3一端
、
所述第二电感
L
g
一端
、
所述滤波电容
C
f
一端连接，所述第二电感
L
g
另一端与低压电网交流电源连接，所述滤波电容
C
f
另一端接地，所述第一功率开关
S1另一端与所述第一电感
L
一端
、
所述第一二极管
D1阴极连接，所述第一二极管
D1阳极接地，所述第一电感
L
另一端与所述第二二极管
D2阳极
、
所述第二功率开关
S2一端
、
所述第三功率开关
S3另一端连接，所述第二二极管
D2阴极与所述第一平波电容
C1一端
、
所述第二平波电容
C2一端
、
所述直流负载
R
一端连接，所述第二功率开关
S2另一端与所述第一平波电容
C1另一端
、
所述第三二极管
D3阳极连接，所述第三二极管
D3阴极接地，所述第二平波电容
C2另一端
、
所述直流负载
R
另一端接地；
[0007]所述检测电路
002
用于检测所述变流电路
001
中输出直流电压
V
o
、
所述第一平波电容电压
V
C
、
电网交流电压
V
g
以及所述第一电感电流
i
L
，并反馈给所述控制电路
003
；
[0008]所述控制电路
003
用于根据检测的输出直流电压
V
o
、
第一平波电容电压
V
C
、
电网交流电压
V
g
以及第一电感电流
i
L
转换成控制信号，并根据所述控制信号生成开关驱动信号给所述第一功率开关至第三功率开关的受控端，以控制所述变流电路
001。
[0009]进一步的，所述检测电路
002
中输出直流电压
V
o
为所述变流电路
001
中的直流输出电压；所述第一平波电容电压
V
C
为所述变流电路
001
中第一平波电容
C1两端的电压；所述电
网交流电压
V
g
为所述低压电网交流电源的电压；所述第一电感电流
i
L
为所述变流电路
001
中第一电感
L
的电流
。
[0010]进一步的，所述控制电路
003
根据检测的输出直流电压
V
o
、
第一平波电容电压
V
C
、
电网交流电压
V
g
以及第一电感电流
i
L
转换成控制信号具体为：
[0011]根据所述电网交流电压
V
g
获取交流侧相位信息的绝对值
|sin(wt)|
，将给定输出直流电压参考
V
oref
与所述输出直流电压
V
o
作差，差值经过第一电压环控制器放大并与所述交流侧相位信息的绝对值
|sin(wt)|
相乘生成交流正半周入网电流参考信号
i
gref
，将所述交流正半周入网电流参考信号
i
gref
与所述电网交流电压的绝对值
|V
g
|
相乘，乘积除以所述输出直流电压
V
o
，商与所述交流正半周入网电流参考信号
i
gref
相加得到第一电感电流参考信号
i
Lref
，所述第一电感电流参考信号
i
Lref
与所述第一电感电流
i
L
作差，差值经过第二电流环控制器放大作为第一电感电流控制信号；
[0012]将给定第一平波电容电压参考值
V
Cref
与所述第一平波电容电压
V
C
作差，差值经过第三电压环控制器放大作为直流控制信号
。
[0013]进一步的，根据所述控制信号生成开关驱动信号给所述第一功率开关至第三功率开关的受控端具体为：
[0014]当所述电网交流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有可控直流母线短路电流的
AC/DC
变流器，其特征在于，包括：变流电路
001、
检测电路
002、
控制电路
003、
直流负载
R、
滤波电容
C
f
以及第二电感
L
g
；所述变流电路
001
包括第一功率开关
S1、
第二功率开关
S2、
第三功率开关
S3、
第一二极管
D1、
第二二极管
D2、
第三二极管
D3、
第一电感
L、
第一平波电容
C1以及第二平波电容
C2；所述第一功率开关
S1一端与所述第三功率开关
S3一端
、
所述第二电感
L
g
一端
、
所述滤波电容
C
f
一端连接，所述第二电感
L
g
另一端与低压电网交流电源连接，所述滤波电容
C
f
另一端接地，所述第一功率开关
S1另一端与所述第一电感
L
一端
、
所述第一二极管
D1阴极连接，所述第一二极管
D1阳极接地，所述第一电感
L
另一端与所述第二二极管
D2阳极
、
所述第二功率开关
S2一端
、
所述第三功率开关
S3另一端连接，所述第二二极管
D2阴极与所述第一平波电容
C1一端
、
所述第二平波电容
C2一端
、
所述直流负载
R
一端连接，所述第二功率开关
S2另一端与所述第一平波电容
C1另一端
、
所述第三二极管
D3阳极连接，所述第三二极管
D3阴极接地，所述第二平波电容
C2另一端
、
所述直流负载
R
另一端接地；所述检测电路
002
用于检测所述变流电路
001
中输出直流电压
V
o
、
所述第一平波电容电压
V
C
、
电网交流电压
V
g
以及所述第一电感电流
i
L
，并反馈给所述控制电路
003
；所述控制电路
003
用于根据检测的输出直流电压
V
o
、
第一平波电容电压
V
C
、
电网交流电压
V
g
以及第一电感电流
i
L
转换成控制信号，并根据所述控制信号生成开关驱动信号给所述第一功率开关至第三功率开关的受控端，以控制所述变流电路
001。2.
根据权利要求1所述的用于限制直流短路电流的
AC/DC
变流器，其特征在于：所述检测电路
002
中输出直流电压
V
o
为所述变流电路
001
中的直流输出电压；所述第一平波电容电压
V
C
为所述变流电路
001
中第一平波电容
C1两端的电压；所述电网交流电压
V
g
为所述低压电网交流电源的电压；所述第一电感电流
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴卫民，蒋润辉，安丽琼，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：