整流控制系统技术方案

本申请涉及一种整流控制系统

【技术实现步骤摘要】
整流控制系统、充电机及充电机的控制方法


[0001]本申请涉及电力电子变换器
，尤其涉及一种整流控制系统
、
充电机及充电机的控制方法
。

技术介绍

[0002]维也纳整流器是上世纪
90
年代由奥地利
VIENNA
大学的
J.W.Kolar
教授等人专利技术的新型的三相
PWM
整流器拓扑
。
维也纳整流器是一种功率因数校正
(PFC)
电路，属于三电平的
PWM
整流器拓扑，正常工作时开关管的最大承受电压是直流母线电压的一半，开关管没有直通现象，与其他拓扑相比，相同开关频率下，电感纹波小，电感的体积小，整流器的功率密度相对较大，输入电流的谐波更低
。
因此，在高功率因数
、
低电流谐波的三相整流器应用场合中，尤其在近些年的新能源汽车充电桩
、
车载充电机
、
航空发电机领域，三相维也纳整流器得到了广泛的应用
。
[0003]但是常规的三相维也纳整流器只能应用于三相交流输入的场合，这就限制了其应用的灵活性，不能满足不同应用场景下及时充电的便捷需求
。
当发生缺相时，现有的常规控制方法是及时识别出缺相故障，然后停机保护，势必影响对负载的供电连续性
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的至少一个不足之处，本申请实施例提供了一种整流控制系统
、
充电机及充电机的控制方法，使得充电机适用于多场景多制式下的应用
。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种整流控制系统，包括：
[0006]维也纳整流器，其包括：
[0007]三个输入端，分别为
u
端
、v
端和
w
端；
[0008]两个输出端，分别为
dc+
端和
dc
‑
端；
[0009]输出电容电路，其耦合至两个输出端之间，输出电容电路包括串联的第一电容
C1
和第二电容
C2
以及位于第一电容
C1
和第二电容
C2
之间的中间节点；
[0010]整流电路，其包括三条横桥臂支路，分别为连接在
u
端和中间节点之间的
u
相横桥臂支路
、
连接在
v
端和中间节点之间的
v
相横桥臂支路以及连接在
w
端和中间节点之间的
w
相横桥臂支路，每条横桥臂支路包括串联的开关器件和双向开关单元；
[0011]电压采集单元，其与三个输入端连接并被配置为采集
u
端与
v
端之间的电压
U
uv
、v
端与
w
端之间的电压
U
vw
以及
w
端与
u
端之间的电压
U
wu
；
[0012]故障检测单元，其与双向开关单元连接并被配置为检测每个双向开关单元是否发生故障；
[0013]控制单元，其与电压采集单元和故障检测单元连接，并被配置为可根据电压采集单元采集的电压判断电压输入形式和接法，并根据电压输入形式和接法以及故障检测单元的检测结果，控制三个开关器件的闭合或断开，进行电路和工作模式的切换
。
[0014]在本申请第一方面的一些实施例中，控制单元被配置为：
[0015]当电压采集单元采集的电压
U
uv
、U
vw
和
U
wu
均为交流电压时，将当前的电压输入形式判断为三相交流输入；
[0016]当电压采集单元采集的电压
U
uv
、U
vw
和
U
wu
中只有一个为交流电压时，将当前的电压输入形式判断为单相交流输入；
[0017]当电压采集单元采集的电压
U
uv
、U
vw
和
U
wu
中只有一个为直流电压时，将当前的电压输入形式判断为直流输入
。
[0018]在本申请第一方面的一些实施例中，故障检测单元被配置为：
[0019]若检测到
u
相横桥臂支路中的双向开关单元发生故障，则判定
u
相横桥臂支路发生故障；
[0020]若检测到
v
相横桥臂支路中的双向开关单元发生故障，则判定
v
相横桥臂支路发生故障；
[0021]若检测到
w
相横桥臂支路中的双向开关单元发生故障，则判定
w
相横桥臂支路发生故障
。
[0022]在本申请第一方面的一些实施例中，当电压输入形式为三相交流输入时，控制单元被配置为：
[0023]若故障检测单元未检测到三条横桥臂支路发生故障，则闭合三个开关器件，工作模式为三相维也纳整流工作模式；
[0024]若故障检测单元检测到只有一条横桥臂支路发生故障，则闭合其它两条横桥臂支路的开关器件，工作模式为单相维也纳整流工作模式；
[0025]若故障检测单元检测到至少有两条横桥臂支路发生故障，则三个开关器件均不闭合，工作模式为三相不控整流工作模式
。
[0026]在本申请第一方面的一些实施例中，当电压输入形式为单相交流输入时，控制单元被配置为：
[0027]若故障检测单元未检测到接入的两条横桥臂支路发生故障时，则闭合的两条横桥臂支路中的开关器件，工作模式为单相维也纳整流工作模式；
[0028]若故障检测单元检测到接入的两条横桥臂支路中至少一个发生故障时，则三个开关器件均不闭合，工作模式为单相不控整流工作模式
。
[0029]在本申请第一方面的一些实施例中，当电压输入形式为直流输入时，控制单元被配置为：
[0030]若故障检测单元未检测到接入的两条横桥臂支路发生故障时，则闭合的两条横桥臂支路中的开关器件，工作模式为
DC/DC Boost
工作模式；
[0031]若故障检测单元检测到接入的两条横桥臂支路中至少一个发生故障时，则三个开关器件均不闭合，工作模式为直流输入工作模式
。
[0032]在本申请第一方面的一些实施例中，开关器件为单级接触器，每个双向开关单元包括反向串联的两个开关管
。
[0033]在本申请第一方面的一些实施例中，维也纳整流器还包括滤波电路，滤波电路包括三个电抗器，每个电抗器连接在输入端和横桥臂支路之间，整流电路还包括分别与三个电抗器连接的三组二极管，每组二极管包括第一二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种整流控制系统，其特征在于，包括：维也纳整流器，其包括：三个输入端，分别为
u
端
、v
端和
w
端；两个输出端，分别为
dc+
端和
dc
‑
端；输出电容电路，其耦合至所述两个输出端之间，所述输出电容电路包括串联的第一电容
C1
和第二电容
C2
以及位于所述第一电容
C1
和所述第二电容
C2
之间的中间节点；整流电路，其包括三条横桥臂支路，分别为连接在所述
u
端和所述中间节点之间的
u
相横桥臂支路
、
连接在所述
v
端和所述中间节点之间的
v
相横桥臂支路以及连接在所述
w
端和所述中间节点之间的
w
相横桥臂支路，每条所述横桥臂支路包括串联的开关器件和双向开关单元；电压采集单元，其与所述三个输入端连接并被配置为采集所述
u
端与所述
v
端之间的电压
U
uv
、
所述
v
端与所述
w
端之间的电压
U
vw
以及所述
w
端与所述
u
端之间的电压
U
wu
；故障检测单元，其与所述双向开关单元连接并被配置为检测每个所述双向开关单元是否发生故障；控制单元，其与所述电压采集单元和所述故障检测单元连接，并被配置为可根据所述电压采集单元采集的电压判断电压输入形式和接法，并根据所述电压输入形式和接法以及所述故障检测单元的检测结果，控制三个所述开关器件的闭合或断开，进行电路和工作模式的切换
。2.
根据权利要求1所述的整流控制系统，其特征在于，所述控制单元被配置为：当所述电压采集单元采集的电压
U
uv
、U
vw
和
U
wu
均为交流电压时，将当前的电压输入形式判断为三相交流输入；当所述电压采集单元采集的电压
U
uv
、U
vw
和
U
wu
中只有一个为交流电压时，将当前的电压输入形式判断为单相交流输入；当所述电压采集单元采集的电压
U
uv
、U
vw
和
U
wu
中只有一个为直流电压时，将当前的电压输入形式判断为直流输入
。3.
根据权利要求2所述的整流控制系统，其特征在于，所述故障检测单元被配置为：若检测到所述
u
相横桥臂支路中的所述双向开关单元发生故障，则判定所述
u
相横桥臂支路发生故障；若检测到所述
v
相横桥臂支路中的所述双向开关单元发生故障，则判定所述
v
相横桥臂支路发生故障；若检测到所述
w
相横桥臂支路中的所述双向开关单元发生故障，则判定所述
w
相横桥臂支路发生故障
。4.
根据权利要求3所述的整流控制系统，其特征在于，当所述电压输入形式为三相交流输入时，所述控制单元被配置为：若所述故障检测单元未检测到三条所述横桥臂支路发生故障，则闭合三个所述开关器件，所述工作模式为三相维也纳整流工作模式；若所述故障检测单元检测到只有一条所述横桥臂支路发生故障，则闭合其它两条所述横桥臂支路的所述开关器件，所述工作模式为单相维也纳整流工作模式；若所述故障检测单元检测到至少有两条所述横桥臂支路发生故障，则三个所述开关器
件均不闭合，所述工作模式为三相不控整流工作模式
。5.
根据权利要求3所述的整流控制系统，其特征在于，当所述电压输入形式为单相交流输入时，所述控制单元被配置为：若所述故障检测单元未检测到接入的两条所述横桥臂支路发生故障时，则闭合的两条所述横桥臂支路中的所述开关器件，所述工作模式为单相维也纳整流工作模式；若所述故障检测单元检测到接入的两条所述横桥臂支路中至少一个发生故障时，则三个所述开关器件均不闭合，所述工作模式为单相不控整流工作模式
。6.
根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利军，赵许强，李海洋，祝博伟，沈壮壮，楚现涛，李龙，周茂群，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：