[发明专利]直流配电系统用混合开关多电平整流电路及其采样方法

说明书

本发明涉及一种直流配电系统用混合开关多电平整流电路及其采样方法，其主电路由多个三相基于混合开关器件的PWM整流电路交错并联组成，每个三相基于混合开关器件的PWM整流电路均为桥式整流电路，该桥式整流电路的交流侧取自同一个交流电源经由同一个LC滤波装置，直流端通过均流电感向同一个负载提供能量。本发明能够实现在较低的开关频率条件下输出大功率并有效降低开关损耗。

技术领域

本发明属于电力电子功率变换技术领域，涉及一种混合开关多电平整流电路及其采样方法，尤其是一种直流配电系统用混合开关多电平整流电路及其采样方法。

背景技术

直流配电系统比交流配电系统有更好的性能，以直流配用电网为骨干的局域综合能源网络支持新能源、储能接入及能量双向互动，不仅可提高供电可靠性，减小线路损耗，且不涉及相位、频率控制和无功功率等问题，同时也为分布式电源的接入提供了良好的条件。

对于直流配电系统而言，需要既满足在较高的功率容量下系统能够稳定运行，又要具有较低开关频率来降低系统谐波，改善其输入输出的性能。单个功率开关器件整流单元的容量小，必须通过提高开关频率来提高容量，但是随着开关频率的增加，系统的开关损耗越大。

最常见的并联型结构的网侧电源经过一个三绕组变压器分别输出给两个参数完全相同的整流器单元，两个整流器单元的直流侧共用一个直流负载。交流侧加入移相变压器的作用是来隔离网侧和交流侧，有效保护电路。但是，由于在大功率条件下，移相变压器的体积和重量过大，占用大量空间，阻碍了其在大功率领域的应用和发展。

经检索，未发现与本发明相同或相近似的现有技术的公开文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种直流配电系统用混合开关多电平整流电路及其采样方法，能够实现在较低的开关频率条件下输出大功率并有效降低开关损耗。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种直流配电系统用混合开关多电平整流电路，其主电路由多个三相基于混合开关器件的PWM整流电路交错并联组成，每个三相基于混合开关器件的PWM整流电路均为桥式整流电路，该桥式整流电路的交流侧取自同一个交流电源经由同一个LC滤波装置，直流端通过均流电感向同一个负载提供能量。

而且，所述三相基于混合开关器件的PWM整流电路的连接关系为：网侧交流电源U_s经由LC滤波装置连接多个桥式整流单元并联组成的桥式整流电路，再串上均流电抗L_d、并上滤波电容C_d，后与负载R_L相连。

而且，每个桥式整流单元包括：6个晶闸管组成的三相晶闸管整流桥，上桥臂串联1个IGBT后，在上下桥臂间并联一个1个续流二极管，再在上下桥臂分别串联1个平波电感。

一种直流配电系统用混合开关多电平整流电路的采样方法，包括以下步骤：

步骤1、在一个工作周期内，通过判断三相电流的正负进行扇区划分；

步骤2、基于步骤1的扇区划分结果，判断时间信号所处的时间区段；

步骤3、根据步骤2获得的时间信号所处的区间段、扇区号和晶闸管的触发脉冲信号三者的关系，确定晶闸管的开关向量，控制晶体管的通断，进而完成SVPWM采样。

而且，所述步骤1的具体步骤包括：

(1)在一个工作周期内，将三相对称的空间电流每60°划分为一个区间，每个区间内应满足其中两相的电流正负相同，且与另外一相的符号相反；

(2)定义符号变量s_k和区段变量N：