[发明专利]“与或”门构造的专用逻辑式电流型解结耦单极性PWM方法

摘要

一种“与或”门构造的专用逻辑式电流型解结耦单极性PWM方法，该方法采用的单相高频链矩阵整流器电路拓扑由于其输入侧采用LC型滤波器，输出侧采用L型滤波器，因此此拓扑为电流型拓扑；针对单相高频链矩阵整流器的调制，均采用电流型调制方法；电流型单极性PWM调制信号发生环节产生2个低频驱动信号和2个高频驱动信号，然后通过“与或”门构造的专用逻辑式电流型解结耦调制将电流型单极性PWM调制产生的4个驱动信号和二分之一开关频率的高频方波进行逻辑组合，得到用于驱动单相高频链矩阵整流器高频变压器前级单相矩阵变换器的驱动信号，实现了单相高频链矩阵整流器高频变压器前级矩阵变换器双向开关管的换流问题。

主权项

一种“与或”门构造的专用逻辑式电流型解结耦单极性PWM方法，该方法采用的单相高频链矩阵整流器电路拓扑由于其输入侧采用LC型滤波器，输出侧采用L型滤波器，因此此拓扑为电流型拓扑；针对单相高频链矩阵整流器的调制，均采用电流型调制方法；所述单相高频链矩阵整流器电路拓扑包括：前级电路、高频变压器和后级电路；所述前级电路是由电压源、LC型滤波器和单相矩阵变换器构成；所述后级电路是由不控整流电路，L型滤波器和负载构成；所述前级电路将单相工频交流电转换成单相高频交流电，然后通过所述高频变压器耦合输出，再通过所述不控整流电路将所述前级电路输出的单相高频交流电整流成直流电，最后经过所述L型滤波器滤掉直流电流的高次谐波最终输出平滑的直流电；所述前级电路中电压源一端与所述LC型滤波器的滤波电感连接，所述LC型滤波器的滤波电容一端与所述单相矩阵变换器的a节点连接，其另一端与所述单相矩阵变换器的b节点和所述电压源的另一端连接；所述单相矩阵变换器是由第一双向开关管、第二双向开关管、第三双向开关管和第四双向开关管组成；第一双向开关管的一个集电极与第二双向开关管的一个集电极连接于a节点，使第一双向开关管和第二双向开关管构成a相桥臂；第三双向开关管的一个集电极与第四双向开关管的一个集电极连接于b节点，使第三双向开关管和第四双向开关管构成b相桥臂；第一双向开关管的另一个集电极与第三双向开关管的另一个集电极相连接于c节点；第二双向开关管的另一个集电极与第四双向开关管的另一个集电极相连接于d节点；所述第一双向开关管是由第一单向开关管和第二单向开关管串联组成；所述第二双向开关管是由第三单向开关管和第四单向开关管串联组成；所述第三双向开关管是由第五单向开关管和第六单向开关管串联组成；所述第四双向开关管是由第七单向开关管和第八单向开关管串联组成；所述单相矩阵变换器的c节点与所述高频变压器原边的同名端连接，所述单相矩阵变换器的d节点与所述高频变压器原边的异名端连接；所述后级电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、L型滤波器和负载，第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管组成桥形电路，第一二极管和第二二极管组成一对桥臂，第三二极管和第四二极管组成一对桥臂，第一二极管和第三二极管组成共阴极，第二二极管和第四二极管组成共阳极；所述高频变压器副边的同名端和异名端分别与桥形电路的e节点和f节点连接；所述L型滤波器和负载相串联连接于桥形电路的共阴极和共阳极之间；所述一种“与或”门构造的专用逻辑式电流型解结耦单极性PWM方法包括如下内容：pulse、pulseN为电流型单极性PWM调制产生的2个互补的低频驱动信号，spwm、spwmN为单极性PWM调制产生的两个互补的高频驱动信号，Vp、Vn为二分之一载波频率的互补高频方波信号，Spah、Snah、Spbh、Snbh为高频变压器HFAC原边单相矩阵变换器的4个双向开关管的驱动信号；通过电流型单极性PWM调制信号发生环节产生2个低频信号pulse、pulseN和2个高频信号spwm、spwmN，然后通过“与或”门构造的专用逻辑式电流型解结耦调制将电流型单极性PWM调制产生的4个驱动信号和二分之一开关频率的高频方波进行逻辑组合，即将spwmN和Vn进行逻辑“与”，pulse和Vp进行逻辑“与”，再将两个与门得到的驱动进行逻辑“或”，得到第一单向开关管和第二单向开关管的驱动信号；将pulse和Vn进行逻辑“与”，spwmN和Vp进行逻辑“与”，再将两个与门得到的驱动进行逻辑“或”，得到第四单向开关管和第三单向开关管的驱动信号；将spwm和Vn进行逻辑“与”，pulseN和Vp进行逻辑“与”，再将两个与门得到的驱动进行逻辑“或”，得到第五单向开关管和第六单向开关管的驱动信号；将pulseN和Vn进行逻辑“与”，spwm和Vp进行逻辑“与”，再将两个与门得到的驱动进行逻辑“或”，得到第七单向开关管和第八单向开关管的驱动信号；采用此调制策略，单相高频链整流器能够实现网侧电流正弦化，单位功率因数，以及输出大范围的直流电压。