【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交流直流电能变换的，且特别是有关于实现一种具有有源功率（apd）的双向单相ac/dc转换器及其控制方法。
技术介绍
1、近年来，随着智能电网单相ac/dc转换器已广泛应用于住宅和低功耗工业应用中，包括用于车网（v2g）或网车（g2v）模式的电动汽车（ev）气载充电器、储能电力转换系统和其他电源，而双向dc/ac转换器充当电网和电器之间的功率级接口。功率去耦技术（apd）已被证实在减少单相低功率电平转换系统的大型母线电解电容器（e-caps）方面是可行的。实现apd的方法是将二阶纹波功率冲直流侧转移到功率去耦原件如小型薄膜电容器，然后系统通过嵌入去耦电容器来代替e-cap，实现无电解电容器（e-capless）。通过apd我们可以实现更好的解耦功能，但是用去耦电容器的情况下，整个系统在双向模式切换或陡峭负载变换等瞬态条件下是脆弱的，导致动态性能恶化。所以如果引入新的控制方法去提高系统的动态性能成为了本领域技术人员的研究热点。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种具有有功功率解耦和平滑模式切换的双向单相ac-dc转换器拓扑结构以及其控制方法，用以解决现有功率去耦技术（apd）减少单相功率电平转换系统的大型直流母线电解电容在负载陡峭变化或模式切换时瞬态动态性能恶化的缺陷，实现高动态响应，高鲁棒性。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管，第四功率开关管。
3、其中第一功率开关管的正极和第三功率
4、还包括第一电容、电网侧电感，第一电感、直流母线电容。
5、第一电容的一端分别与交流端阴极和第四功率开关管的负极相连，另一端分别与第一电感一端和电网侧电感一端相连；第一电感另一端与第一功率开关管正极相连；电网侧电感另一端与交流端阳极相连。
6、直流母线电容的两端分别与直流输出的正负极相连。
7、还包括解耦电容和解耦电感。
8、解耦电容一端和交流端阴极相连，另一端和解耦电感一端相连；解耦电感另一端与第二功率开关管和第四功率开关管相连。
9、专利技术还提供了一种直流母线抑制策略实现所述基于apd的双向单相ac-dc转换器拓扑结构的控制方法，包括：
10、通过基于有功功率去耦技术（apd），实现所述基于apd的双向单相ac-dc转换器对解耦电压的控制。
11、根据顺势功率守恒理论 求出直流端口和交流端口关系。
12、对，，应用干扰后 直流端和交流端关系得出干扰值。
13、求出小信号传递函数。
14、采用解耦单元的负载干扰抑制策略。
15、作为优选方案：用其他去耦电路吸收过充/下冲电压。
16、定义和的被定义成pfc和apd的两个单独占空比 。
17、
18、根据电网电压和电网电流的极性，apd转换器切换策略分为四种。
19、电网电压正半周期和负半周期pfc和apd的占空比定义。
20、与现有的技术相比，本专利技术有以下有益效果：
21、本专利技术采用有功功率解耦技术（apd）在用薄膜电容器替代电解电容的双向ac-dc转换器系统中在载陡峭变化或模式切换时会产生的瞬态动态性能恶化的问题。并提出直流母线抑制策略能在瞬态条件下消除支流母线电压纹波和抑制负载扰动。该策略既可以工作在ac到dc模式，也可以工作在dc到ac模式，实验证明在负载急剧变化或双向模式切换到登瞬态条件下，整个系统具有较强的鲁棒性和高动态响应性。
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1.一种基于APD的双向单相AC-DC变换器拓扑结构，其特征在于，包括：
2.直流侧滤波器，所述单相直流侧滤波器的两个连接点与所述单相直流侧电压或负载相连。且用薄膜电容器代替常规电解电容器。
3.解耦储能支路，所述解耦储能支路的两个连接点一端与交流侧阴极相连，另一侧与与第二功率开关管和第四功率开关管相连。
4.根据权利要求1所述基于APD的双向单相AC-DC变换器拓扑结构，其特征在于，所述A相H半桥还并联一个有高频隔离电容，所述B相H半桥还串联低频隔离电容，用于解耦纹波电压，重复使用可以使将纹波功率从传输到。
5.根据权利要求2所述基于APD的双向单相AC-DC变换器拓扑结构，其特征在于，通过精确建模和最优控制策略，可以同时实现PFC和APD功能。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的基于APD的双向单相AC-DC变换器拓扑结构，其特征在于，所述单相双向变换器的功率开关器件为IGBT功率开关器件、IEGT功率开关器件或MOSFET功率开关器件中的一种。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的基于APD的双向单相
8.一种基于权利要求2所述的基于APD的双向单相AC-DC变换器拓扑结构的控制方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求6所述的基于APD的双向单相AC-DC变换器拓扑结构，我们需要把APD转换器的双向模式切换策略的操作可以分为四种模式，评判标准为电网电压以及电网电流的正负值。
10.根据权利要求7所述的4种APD转换器双向模式的四种切换模式，我们可以将APD和PFC的占空比分为：
11.当电网电压处于负半周期（≤0）
12.根据权利要求8所述基于APD的双向单相AC-DC变换器拓扑结构的控制方法，其特征去耦功率在两个方向上切换时，不需要检测电路方向。无论电路状态是从充电方向切换到放电方向，还是从放电方向切换到充电方向，控制都可以实现统一调制，提高两级转换器的动态响应速度，并实现功率解耦和抑制负载干扰抑制。
...【技术特征摘要】
1.一种基于apd的双向单相ac-dc变换器拓扑结构，其特征在于，包括：
2.直流侧滤波器，所述单相直流侧滤波器的两个连接点与所述单相直流侧电压或负载相连。且用薄膜电容器代替常规电解电容器。
3.解耦储能支路，所述解耦储能支路的两个连接点一端与交流侧阴极相连，另一侧与与第二功率开关管和第四功率开关管相连。
4.根据权利要求1所述基于apd的双向单相ac-dc变换器拓扑结构，其特征在于，所述a相h半桥还并联一个有高频隔离电容，所述b相h半桥还串联低频隔离电容，用于解耦纹波电压，重复使用可以使将纹波功率从传输到。
5.根据权利要求2所述基于apd的双向单相ac-dc变换器拓扑结构，其特征在于，通过精确建模和最优控制策略，可以同时实现pfc和apd功能。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的基于apd的双向单相ac-dc变换器拓扑结构，其特征在于，所述单相双向变换器的功率开关器件为igbt功率开关器件、iegt功率开关器件或mosfet功率开关器件中的一种。
7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈旭浩，吴秋轩，刘智君，刘妲妲，陈献晓，刘妍灵，
申请(专利权)人：嘉兴索罗威新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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