【技术实现步骤摘要】
本申请涉及充电，特别是涉及一种单级式三端口车载充电机及其控制方法。
技术介绍
1、车载充电机(on board charger，obc)是实现新能源汽车内部电能转换的核心部件。近年来,随着新能源汽车的市占率逐年提高,车载充电技术也发展迅速。
2、相关技术中，通过多端口磁集成技术将交流侧变换电路、高压侧变换电路和低压侧变换电路集成在一起，同时，交流侧变换电路采用矩阵变换电路，与高压侧变换电路以及低压侧变换电路可实现单级功率变换。交流矩阵变换电路传输功率存在波动时，如当其连接单相交流电网时，其功率变换不可避免地存在二倍频功率波动，该二倍频功率波动会传导至高压侧变换电路和低压侧变换电路中，由于低压侧变换电路电压较低，由功率波动导致的低压侧电流纹波较大，严重危及低压侧变换电路功率器件安全及低压电池寿命。
技术实现思路
1、基于上述问题，本申请提供了一种单级式三端口车载充电机及其控制方法，减小由功率波动导致的低压侧电流纹波，提高低压侧变换电路功率器件安全及低压电池寿命。
2、本申请实施例公开了如下技术方案：
3、第一方面，本申请实施例提供一种单级式三端口车载充电机，所述单级式三端口车载充电机包括：控制器、矩阵变换电路、三端口变压器、高压侧变换电路和低压侧变换电路；其中，所述矩阵变换电路连接所述三端口变压器的原边绕组，所述高压侧变换电路和所述低压侧变换电路的交流侧分别连接所述三端口变压器的第一副边绕组和第二副边绕组，所述高压侧变换电路和所述低压侧变换电路的直
4、计算所述高压侧变换电路相较于移相基准的第一内移相角和第一外移相角，所述低压侧变换电路相较于所述移相基准的第二内移相角和第二外移相角，以及所述矩阵变换电路相较于所述移相基准的第三内移相角和第三外移相角；
5、根据所述第一内移相角和所述第一外移相角得到所述高压侧变换电路的第一驱动信号；根据所述第二内移相角和所述第二外移相角得到所述低压侧变换电路的第二驱动信号；根据所述第三内移相角和所述第三外移相角得到所述矩阵变换电路的第三驱动信号；
6、根据所述第一驱动信号、所述第二驱动信号和所述第三驱动信号，控制所述高压侧变换电路在二倍工频处的第一控制回路阻抗与所述低压侧变换电路在二倍工频处的第二控制回路阻抗之间的差值大于预设阈值。
7、可选地，所述控制器具体用于：
8、将所述高压侧变换电路作为移相基准，根据所述高压侧变换电路的第一内移相角和第一外移相角得到所述低压侧变换电路的第二内移相角和第二外移相角，以及所述矩阵变换电路的第三内移相角和第三外移相角。
9、可选地，所述控制器具体用于：
10、获取低压侧变换电路的直流电流参考值；
11、根据所述直流电流参考值、高压侧端口电压值和低压侧端口电压值，得到第一功率比前馈值；
12、通过特征频率为二倍工频的调节器对所述低压侧变换电路的直流电流参考值和低压侧变换电路的输出电流值之间的差值进行处理，得到第一功率比调节值；
13、根据所述第一功率比前馈值、所述第一功率比调节值和系统优化条件，得到所述低压侧变换电路的第二内移相角和第二外移相角。
14、可选地，所述控制器具体用于：
15、根据所述第一驱动信号、所述第二驱动信号和所述第三驱动信号，控制所述低压侧变换电路在二倍工频处的第二控制回路阻抗大于预设阻抗值。
16、可选地，所述第一内移相角和所述第一外移相角均为零，所述控制器具体用于：
17、根据交流侧相位角和相位偏置，得到矩阵变换电路的交流电流正弦基准；
18、通过特征频率为二倍工频的陷波器对所述高压侧变换电路的直流电压进行陷波处理，得到经陷波处理后的高压侧变换电路的直流电压；
19、通过调节器对所述高压侧变换电路的直流电压参考值与经陷波处理后的直流电压的差值进行处理，得到矩阵变换电路的交流电流参考幅值；
20、根据所述交流电流参考幅值和所述交流电流正弦基准，得到交流电流参考值；
21、根据所述交流电流参考幅值、所述高压侧端口电压值、所述交流侧相位角和交流电压值，得到第二功率比前馈值；
22、根据所述交流电流参考值和交流电流值，得到第二功率比调节值；
23、根据所述第二功率比前馈值、所述第二功率比调节值和系统优化条件，得到所述矩阵变换电路的第三内移相角和第三外移相角。
24、可选地，所述控制器具体用于：
25、根据所述第一驱动信号、所述第二驱动信号和所述第三驱动信号，控制所述高压侧变换电路在二倍工频处的第一控制回路阻抗小于预设阻抗值。
26、可选地，所述控制器具体用于：
27、根据所述第一功率比前馈值和所述第一功率比调节值得到多组第二内移相角和第二外移相角；
28、根据所述系统优化条件确定一组第二内移相角和第二外移相角。
29、可选地，所述控制器具体用于：
30、根据所述第二功率比前馈值和所述第二功率比调节值得到多组第三内移相角和第三外移相角；
31、根据所述系统优化条件确定一组第三内移相角和第三外移相角。
32、可选地，所述矩阵变换电路为：三相结构、全桥结构或者半桥结构。
33、可选地，所述矩阵变换电路中受控的半桥桥臂，包括两个串联连接的双向开关；所述双向开关包括两个反向串联连接的开关管；
34、当所述矩阵变换结构为三相结构或全桥结构时，所述单级式三端口车载充电机的交流侧各相之间还设置有相应的滤波电容；
35、当所述矩阵变换结构为半桥结构时，所述交流侧变换电路中还包括两个串联连接的滤波电容，串联的连接点用于连接所述原边绕组，串联后的两端与所述半桥桥臂并联连接于所述单级式三端口车载充电机的交流侧。
36、可选地，所述高压侧变换电路为：全桥电路或者半桥电路。
37、可选地，所述低压侧变换电路为：全桥电路，或者，级联连接的全波整流电路与降压电路。
38、可选地，还包括：第一阻抗、第二阻抗及第三阻抗；
39、所述第一阻抗与所述原边绕组，串联连接于所述矩阵变换电路的对应侧；
40、所述第二阻抗与所述第一副边绕组，串联连接于所述高压侧变换电路的交流侧；
41、所述第三阻抗与所述第二副边绕组，串联连接于所述低压侧变换电路的交流侧。
42、可选地，所述控制器还用于：
43、将所述低压侧变换电路作为移相基准，根据所述低压侧变换电路的第二内移相角和第二外移相角计算所述高压侧变换电路的第一内移相角和第一外移相角，以及所述矩阵变换电路的第三内移相角和第三外移相角；
44、或，
45、将所述矩阵变换电路作为移相基准，根据所述矩阵变换电路的第三内移相角和第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述单级式三端口车载充电机包括：控制器、矩阵变换电路、三端口变压器、高压侧变换电路和低压侧变换电路；其中，所述矩阵变换电路连接所述三端口变压器的原边绕组，所述高压侧变换电路和所述低压侧变换电路的交流侧分别连接所述三端口变压器的第一副边绕组和第二副边绕组，所述高压侧变换电路和所述低压侧变换电路的直流侧分别作为所述单级式三端口车载充电机的高压直流侧和低压直流侧；所述控制器，用于，
2.根据权利要求1所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
3.根据权利要求2所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
4.根据权利要求3所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
5.根据权利要求2所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所所述控制器具体用于：
6.根据权利要求5所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
7.根据权利要求3所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：>
8.根据权利要求5所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
9.根据权利要求1所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述矩阵变换电路为：三相结构、全桥结构或者半桥结构。
10.根据权利要求9所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述矩阵变换电路中受控的半桥桥臂，包括两个串联连接的双向开关；所述双向开关包括两个反向串联连接的开关管；
11.根据权利要求1所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述高压侧变换电路为：全桥电路或者半桥电路。
12.根据权利要求1所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述低压侧变换电路为：全桥电路，或者，级联连接的全波整流电路与降压电路。
13.根据权利要求9至12任一项所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，还包括：第一阻抗、第二阻抗及第三阻抗；
14.根据权利要求1所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
15.一种单级式三端口车载充电机的控制方法，其特征在于，所述单级式三端口车载充电机包括：矩阵变换电路、三端口变压器、高压侧变换电路和低压侧变换电路；其中，所述矩阵变换电路连接所述三端口变压器的原边绕组，所述高压侧变换电路和所述低压侧变换电路的交流侧分别连接所述三端口变压器的第一副边绕组和第二副边绕组，所述高压侧变换电路和所述低压侧变换电路的直流侧分别作为所述单级式三端口车载充电机的高压直流侧和低压直流侧；所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述单级式三端口车载充电机包括：控制器、矩阵变换电路、三端口变压器、高压侧变换电路和低压侧变换电路；其中，所述矩阵变换电路连接所述三端口变压器的原边绕组，所述高压侧变换电路和所述低压侧变换电路的交流侧分别连接所述三端口变压器的第一副边绕组和第二副边绕组，所述高压侧变换电路和所述低压侧变换电路的直流侧分别作为所述单级式三端口车载充电机的高压直流侧和低压直流侧；所述控制器，用于，
2.根据权利要求1所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
3.根据权利要求2所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
4.根据权利要求3所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
5.根据权利要求2所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所所述控制器具体用于：
6.根据权利要求5所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
7.根据权利要求3所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
8.根据权利要求5所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所述控制器具体用于：
9.根据权利要求1所述的单级式三端口车载充电机，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宝基，王腾飞，汪子晨，陈巧地，庄加才，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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