【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矩阵变换器控制技术，具体地说，是涉及一种电容充电用AC-DC串联谐振矩阵变换器控制装置及其控制方法。
技术介绍
为了满足未来高技术战争的军事需求，高功率微波系统在朝着高功率、小型化、轻量化的方向发展，相应地，人们对为该系统供电的电源的功率密度、效率和功率因数等提出了更高的要求，其中，电容充电电源为高功率微波系统中较为普遍的选择。目前，高功率微波系统中所使用的电容充电电源一般采用存在中间直流储能环节的DC-Link技术，虽然中间储能环节具有容量大、寿命长等优势，但是其的存在会增加电源系统的体积和重量，降低电源的功率密度，且这种电源在电网输入端的电能质量不高、功率因数较低、谐波含量也较大，若要进行校正或抑制则需引入额外的电力电子器件，这样又会进一步降低供电系统的功率密度和效率，为了解决上述问题，研究具有新拓扑结构与控制技术的控制装置以提高电源的效率、功率密度和功率因数就变得尤为重要。由于矩阵变换器具有能量双向流通、正弦输入输出电流、输入功率因数可控、输出电压幅值和相位可控、无中间储能环节和结构紧凑等诸多优点，人们常将矩阵变换器应用于电容充电电源中以提高电源的功率密度。然而，现有技术中矩阵变换器的调制算法主要分为AV调制算法、瞬时电压合成算法和空间矢量调制算法，这些调制算法均较为复杂、计算量较大、不利于应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电容充电用AC-DC串联谐振矩阵变换器控制装置及其控制方法，主要解决现有技术中存在的电容充电电源控制性能不够高，不能满足高功率微波系统的供电需求的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下—种...
【技术保护点】
一种电容充电用AC?DC串联谐振矩阵变换器控制装置，其特征在于，包括：输入端连接有三相电源、输出端连接有相位检测单元的过零比较器；输入端与过零比较器和相位检测单元均相连的开关状态控制单元；输出端与开关状态控制单元相连的时序生成单元；输入端与相位检测单元相连、输出端与时序生成单元相连的控制参数计算单元；输入端连接有负载、输出端与控制参数计算单元相连的负载电压采集电路；输入端与开关状态控制单元相连、输出端连接有双向功率开关单元的触发驱动电路；其中，所述双向功率开关单元的输入端与三相电源相连、输出端连接有变压器。
【技术特征摘要】
1.一种电 容充电用AC-DC串联谐振矩阵变换器控制装置，其特征在于，包括: 输入端连接有三相电源、输出端连接有相位检测单元的过零比较器； 输入端与过零比较器和相位检测单元均相连的开关状态控制单元； 输出端与开关状态控制单元相连的时序生成单元； 输入端与相位检测单元相连、输出端与时序生成单元相连的控制参数计算单元； 输入端连接有负载、输出端与控制参数计算单元相连的负载电压采集电路； 输入端与开关状态控制单元相连、输出端连接有双向功率开关单元的触发驱动电路； 其中，所述双向功率开关单元的输入端与三相电源相连、输出端连接有变压器。2.根据权利要求1所述的一种电容充电用AC-DC串联谐振矩阵变换器控制装置，其特征在于，所述三相电源与过零比较器之间连接有EMI滤波器；所述三相电源与双向功率开关单元之间连接有第一滤波器；所述过零比较器与开关状态控制单元之间连接有电网故障检测单元。3.根据权利要求2所述的一种电容充电用AC-DC串联谐振矩阵变换器控制装置，其特征在于，所述开关状态控制单元与变压器之间连接有过流检测单元和过温检测单元。4.权利要求1 3任意一项所述的一种电容充电用AC-DC串联谐振矩阵变换器控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: Ca)根据三相电源的输入相电压ua、ub和U。的相对大小关系，将每个输入相电压的周期划分为12个区间，令每个输入相电压的周期为T1，则每个相电压的每个区间所占的时间W12 ； (b)负载电压采集电路采集负载两端的电压，控制参数计算单元根据相位检测单元采集到的相位值计算相电压的瞬时值； (c)控制参数计算单元根据相电压的瞬时值自动生成相应相电压所处不同区间时的相应调制策略； (d)开关状态控制单元根据相应的调制策略对当前输入相电压所处区间的双向功率开关单元进行状态切换，完成一个谐振周期的控制； (e)采用电压型两步换流策略对电容充电用AC-DC串联谐振矩阵变换器的工作状态进行切换； (f)完成步骤(e)后，将所有开关关断，待下一个谐振周期触发时返回步骤(b)，直至工作结束。5.根据权利要求4所述的一种电容充电用AC-DC串联谐振矩阵变换器控制装置的控制方法，其特征在于，步骤(a)中，所述三相电源中相电压周期的区间划分如下:6.根据权利要求5所述的一种电容充电用AC-DC串联谐振矩阵变换器控制装置的控制方法，其特征在于，步骤(b)中，所述相电压瞬时值的计算方式如下: 在三相电源中任一相电压过零点出现时将控制参数计算单元清零，之后重启该控制参数计算单元，并记录过零点到当前时刻的时间t，根据当前电网极性和时序生成单元采集到的相序得出各相的初始相位φ各相的当前相位7.根据权利要求6所述的一种电容充电用AC-DC串联谐振矩阵变换器控制装置的控制方法，其特征在于，步骤(C)中，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张政权，刘庆想，李伟，王庆峰，杨贺，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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