三相单级AC/DC变换器控制方法以及变换器与流程

本发明涉及电源控制，尤其涉及一种三相三相单级ac/dc变换器控制方法以及变换器。

背景技术：

1、随着新能源技术和ai技术的不断发展，对高效率三相ac/dc变换器的需求也在不断提高。

2、近年来，基于低频整流结合高频变换的准单级架构在电源行业内兴起，相较于传统的两级架构的ac/dc变换模块，具有高效率、高功率密度、低成本等显著特点，在新能源汽车充电、服务器电源、人工智能数据中心（aidc）等场景得到了广泛的关注和青睐。

3、低频整流结合高频变换的准单级架构应用于大功率场合时，低频整流电路和高频变换电路的电流较高。一方面要求开关器件的电流规格更大、磁性器件的饱和电流更大。在大功率场景下，三相ac/dc变换器中高频变换电路的电流大，需要电流规格更高的开关器件、饱和电流更大的磁性器件，这将引起开关器件和磁性器件的损耗、成本和体积的激增，另一方面也降低了变换器的可靠性。

4、现有技术中，采用交流线电压接入低频整流电路的接法去替代相电压接入低频整流电路，去降低高频变换电路的电流，但是随着需求功率的不断提升，开关器件和磁性器件的电流规格问题又将显现出来。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出了一种三相三相单级ac/dc变换器控制方法以及变换器，旨在解决现有ac/dc变换器因高频变换电路的峰值电流高，引起的开关器件和磁性器件的损耗和可靠性低的技术问题。

2、第一方面，本发明涉及一种三相单级ac/dc变换器控制方法，包括：

3、采集低频整流电路的三相输入电流，并生成低频整流电路的三相输入电流参考值；

4、根据三相输入电流，生成注入电流值；

5、将三相输入电流参考值和注入电流值叠加，生成三相输入电流参考值的三相输入电流更新值；

6、根据三相输入电流更新值，生成高频变换电路的开关管控制信号，并将三相整流桥的输入电流控制至该三相输入电流更新值。

7、本实施例中，生成的该注入电流值是一个周期函数：

8、

9、其中，周期t的优选值为输入电流周期的1/3k倍，k为正整数。在一电流注入实施例中，根据工况以及调控目标，生成注入电流值的步骤还包括：

10、注入电流值的计算公式为：

11、

12、其中，是一个周期函数，周期的优选值为输入电流周期的1/3k倍，k为正整数，~、、均为常数，其中，~的绝对值小于等于三相输入电流参考值的峰值。

13、在一电流注入实施例中，根据工况以及调控目标，生成注入电流值的步骤还包括：

14、注入电流值的计算公式为：

15、

16、其中，是一个周期函数，周期的优选值为输入电流周期的1/3k倍，为无穷大正整数，~、、均为常数，其中，~的绝对值小于等于所述三相输入电流参考值的峰值。

17、在另一电流注入实施例中，根据工况以及调控目标，生成注入电流值的步骤还包括：

18、注入电流值的计算公式为：

19、

20、其中，是一个周期函数，周期的优选值为输入电流周期的1/3k倍，k为正整数，~、~均为常数，x、y为自定义的时间区间。

21、在一些实施例中，基于低频整流电路的当前输入电压相序的零序电流注入该注入电流值，使经过叠加注入电流值后得到的三相输入电流形状一致，相位相差120度。

22、在另一输入电流更新值实施例中：

23、获取三相输入电流参考值的绝对值；

24、获取注入电流值的绝对值；

25、将三相输入电流参考值的绝对值与注入电流值的绝对值进行叠加，生成三相输入电流更新值，根据三相输入电流更新值，生成高频变换电路的开关管控制信号，并将三相整流桥的输入电流控制至该三相输入电流更新值。

26、一实施例中，采集并生成低频整流电路的三相输入电流参考值的步骤包括：

27、根据电压外环或电流环生成输入电流参考峰值，输入电流参考峰值与低频整流电路的输入电流同相位的正弦波的乘积得到输入电流参考值；或者

28、根据电压外环或电流环生成三相输入电流的有功参考值，经过坐标变换得到输入电流参考值；

29、其中，低频整流电路可以是二极管桥式整流电路或者低频桥式整流电路。

30、第二方面，本发明涉及一种三相单级ac/dc变换器，应用于第一方面描述的三相单级ac/dc变换器控制方法，包括控制模块以及与控制模块电连接的低频整流电路以及高频变换电路，控制模块包括输入电流参考值生成模块、注入电流生成模块、电流叠加模块以及电流控制模块；

31、输入电流参考值生成模块用于采集三相输入电流并生成低频整流电路的三相输入电流参考值；

32、注入电流生成模块用于根据三相输入电流，生成注入电流值；

33、电流叠加模块用于将三相输入电流参考值和注入电流值叠加，更新生成三相输入电流参考值的三相输入电流更新值；

34、电流控制模块用于根据三相输入电流更新值，生成高频变换电路的开关管控制信号，并将高频变换电路的三相整流桥的输入电流控制至所述三相输入电流更新值。

35、在一些实施例中，根据三相输入电流更新值的三相输入电流波形为非正弦波；或

36、三相单级ac/dc变换器还包括电压环控制单元；

37、电压环控制单元根据电压外环或电流环生成输入电流参考峰值，输入电流参考值生成模块用于将输入电流参考峰值与低频整流电路的输入电流同相位的正弦波的乘积得到输入电流参考值；或者

38、电压环控制单元根据电压外环生成或电流环三相输入电流的有功参考值，输入电流参考值生成模块用于坐标变换得到输入电流参考值。

39、采用本发明实施例，具有如下有益效果：

40、本实施例通过电流控制算法的优化，在不增加电路成本、不改变现有方案连接方式、不改变变换器外特性的基础上，降低高频变换电路的峰值电流，从而降低开关器件、磁性器件、保护器件等器件的电流规格，间接降低三相单级ac/dc变换器的成本和体积，提升三相单级ac/dc变换器的可靠性。

1.一种三相单级ac/dc变换器控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的三相单级ac/dc变换器控制方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的三相单级ac/dc变换器控制方法，其特征在于，根据工况以及调控目标，所述生成注入电流值的步骤还包括：

4.根据权利要求2所述的三相单级ac/dc变换器控制方法，其特征在于，根据工况以及调控目标，所述生成注入电流值的步骤还包括：

5.根据权利要求1所述的三相单级ac/dc变换器控制方法，其特征在于，所述根据工况以及调控目标，生成注入电流值的步骤还包括：

6.根据权利要求1所述的三相单级ac/dc变换器控制方法，其特征在于，基于所述低频整流电路的当前输入电压相序的零序电流注入所述注入电流值，使经过叠加注入电流值后得到的三相输入电流形状一致，相位相差120度。

7.根据权利要求1所述的三相单级ac/dc变换器控制方法，其特征在于，

8. 根据权利要求1所述的三相单级ac/dc变换器控制方法，其特征在于，所述采集并生成低频整流电路的三相输入电流参考值的步骤包括：

9.一种三相单级ac/dc变换器，其特征在于，应用于权利要求1-8任意一项所述的三相单级ac/dc变换器控制方法，包括控制模块以及与所述控制模块电连接的低频整流电路以及高频变换电路，所述控制模块包括输入电流参考值生成模块、注入电流生成模块、电流叠加模块以及电流控制模块；

10.根据权利要求9所述的三相单级ac/dc变换器，其特征在于，根据所述三相输入电流更新值的三相输入电流波形为非正弦波；或