CN103812310B - 一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法及装置 - Google Patents
一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法及装置，其中，所述三相全桥拓扑环路的开关控制方法包括：获取交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期；根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，确定其所在扇区；根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期，获取开关管的导通时间；根据所述三相电压Va、Vb、Vc所在扇区与所述开关管的导通时间，控制开关管的打开或关闭。采用本发明提及的三相全桥拓扑环路的开关控制方法及装置不但可以简化开关管的控制算法，简化开关管的控制流程，减小开关损耗，还可以较容易的实现三相交错电路。
Description
技术领域
本发明涉及三相全桥拓扑的控制技术领域，尤其涉及一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法及装置。
背景技术
在现有的三相全桥拓扑的环路开关控制方法中，通常采用分别控制各个开关器件的打开与关闭来实现整个三相全桥拓扑环路的脉宽调控。如图1所示，为三相全桥拓扑电路图；该电路如果需要进行脉宽控制，整个电路需要分别控制六个开关管的打开与关闭，才能够实现，从而使得整个开关管的控制较为复杂。尤其是在三相交错并联的复杂电路中，如果需要进行脉宽调制，则需要分别控制各个并联支路的六支开关管的打开与关闭，从而使得整个三相交错并联的电路的开关控制复杂，使得交错并联电路实现困难。
发明内容
本发明的实施例提供一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法及装置。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法，包括：
获取交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期；
根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，确定其所在扇区；
根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期，获取开关管的导通时间；
根据所述三相电压Va、Vb、Vc所在扇区与所述开关管的导通时间，控制开关管的打开或关闭。
一种三相全桥拓扑环路的开关控制装置，包括：
信息获取单元，用于获取交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期；
确定单元，用于根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，确定其所在扇区；
导通时间获取单元，用于根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期，获取开关管的导通时间；
开关控制单元，用于根据所述三相电压Va、Vb、Vc所在扇区与所述开关管的导通时间，控制开关管的打开或关闭。
本发明提供的一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法及装置，通过获取交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期；根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，确定其所在扇区；根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期，获取开关管的导通时间；根据所述三相电压Va、Vb、Vc所在扇区与所述开关管的导通时间，控制开关管的打开或关闭。采用本发明提及的三相全桥拓扑环路的开关控制方法及装置不但可以简化开关管的控制算法，简化开关管的控制流程，还可以较容易的实现三相交错电路。
附图说明
图1为一种三相全桥拓扑环路的电路图；
图2为本发明实施例提供的一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的一种三相全桥拓扑环路的开关控制装置的结构示意图
图4为本发明实施例提供的一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法的扇区划分图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例提供的一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法及装置进行详细描述。
如图2所示，为本发明实施例提供的一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法；该方法包括：
S1:获取交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期；
S2:根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，确定其所在扇区；
S3:根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期，获取开关管的导通时间；
S4:根据所述三相电压Va、Vb、Vc所在扇区与所述开关管的导通时间，控制开关管的打开或关闭。
需要说明的是，该方法还包括：
预设基准相为A相，或为B相，C相；
基于所述基准相进行划分扇区划分。扇区划分依据为：当Va≥0、Vb<0、Vc>0时，为第一扇区；当Va>0、Vb<0、Vc≤0为第二扇区；当Va>0、Vb≥0、Vc<0时，为第三扇区；当Va≤0、Vb>0、Vc<0时，为第四扇区；当Va<0、Vb>0、Vc≥0时，为第五扇区；当Va<0、Vb≤0、Vc>0时，为第六扇区。所述扇区划分实例具体可以参见附图4所示，该附图以A相电压为基准。
还需要说明的是，该方法还包括：
根据所述划分的各个扇区，确定各个扇区中各个开关管的占空比以及该扇区内持续关闭或者该扇区内持续打开的开关管。
以上所述导通时间为开关管的占空比与开关周期积。
以下结合附图1中三相全桥拓扑环路的电路对本发明所述三相全桥拓扑环路的开关控制方法的工作原理进行详细的说明。
设附图1中SA1,SB1,SC1,SA1’,SB1’,SC1’为开关管，所述开关管可以为MOSFET或带二极管的IGBT。所述附图1中的电路中电感都工作于电流连续模式，sa1表示SA1管的占空比，其下管SA1’与上管SA1互补开关;其余桥臂sb1表示SB1管的占空比，其下管SB1’与上管SB1互补开关;sc1表示SC1管的占空比，其下管SC1’与上管SC1互补开关。所述互补开关忽略了死区，该死区是为了避免上下管同时导通而引起短路。所述死区是指上下管在互补开关过程中上管即将打开，下管即将关闭的时刻，将上下开关管同时关闭的保护时段；或者，上管即将关闭，下管即将打开的时刻，将上下开关管同时关闭的保护时段。
经过以上保护时段之后，对应开关管打开。
交流侧VA,VB,VC电压以及扇区划分如下附图4所示，以A相为基准，[0，π/3)为第一扇区，[π/3，2π/3)为第二扇区，[2π/3，π)为第三扇区，[π，4π/3)为第四扇区，[4π/3，5π/3)为第五扇区，[5π/3，π)为第六扇区；
例如：依照本发明提供的控制方法可以获取到当电路在第一扇区工作时，Vb电压最低，且为负，不考虑死区及其他损耗的情况下，可以根据sc1=(Vc-Vb)/Vdc，sa 1=(Va-Vb)/Vdc获取占空比，以及SB1=0，SC1，SA1分别按PWM工作，即按照所述获取到开关管的导通时间分别对SB1，SC1，SA1进行开关控制；其中，SB1=0表示开关管SB1在第一扇区的导通时间内一直关闭，则与所述SB1互补的SB1’则对应的一直打开，无需控制；只有其余两个桥臂的两个开关分别按PWM工作，即按照PWM进行打开或者关闭控制。
当电路在第二扇区工作时，Va电压最高，且为正，SA1=1，SB1，SC1分别按PWM工作，不考虑死区及其他损耗的情况下，sb1=1-(Va-Vb)/Vdc，sc1=1-(Va-Vc)/Vdc；其中，SA1=1表示开关管SA1在第二扇区的导通时间内一直打开，则与所述SA1互补的SA1’则对应一直关闭，无需控制；只有其余两个桥臂的两个开关分别按PWM工作，即按照PWM进行打开或者关闭控制。
当电路在第三扇区工作时：Vc电压最低，且为负，SC1=0，SA1，SB1分别按PWM工作，不考虑死区及其他损耗的情况下，sa1=(Va-Vc)/Vdc，sb1=(Vb-Vc)/Vdc；
当电路在第四扇区工作时，Vb电压最高，且为正，SB1=1，SC1，SA1分别按PWM工作，不考虑死区及其他损耗的情况下，sc1=1-(Vb-Vc)/Vdc，sa1=1-(Vb-Va)/Vdc；
当电路在第五扇区工作时：Va电压最低，且为负，SA1=0，SB1，SC1分别按PWM工作，不考虑死区及其他损耗的情况下，sb1=(Vb-Va)/Vdc，sc1=(Vc-Va)/Vdc；
当电路在第六扇区工作时，Vc电压最高，且为正，SC1=1，SA1，SB1分别按PWM工作，不考虑死区及其他损耗的情况下，sa1=1-(Vc-Va)/Vdc，sb1=1-(Vc-Vb)/Vdc。
本发明提供的三相全桥拓扑环路的开关控制方法与传统三相矢量控制方法相比，每个开关周期里，只有两电压绝对值较低的桥臂开关动作，减少了开关损耗，尤其是在功率因数较高的工作状态下损耗减小更加明显，而且，由于每次每次控制开关打开关闭的只有两只开关管动作，所以可以更容易的控制开关动作时序以便更加容易实现交错并联。
如图3所示，为本发明实施例提供的一种三相全桥拓扑环路的开关控制装置的结构示意图；该装置包括：
信息获取单元301，用于获取交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期；
确定单元302，用于根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，确定其所在扇区；
导通时间获取单元303，用于根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期，获取开关管的导通时间；
开关控制单元304，用于根据所述三相电压Va、Vb、Vc所在扇区与所述开关管的导通时间，控制开关管的打开或关闭。
需要说明的是，该装置还包括：
预设单元，用于预设基准相为A相，或为B相，C相；
划分单元，用于基于所述基准相进行划分扇区划分。
还需要说明的是，该装置还包括：
信息选择单元，用于获取所述划分的各个扇区中为负的最低相电压或者为正的最高相电压；
所述开关控制单元，还用于根据所述各个扇区中为负的最低相电压或者为正的最高相电压，确定该扇区内持续关闭或者该扇区内持续打开的开关管；与所述确定的开关管为互补开关的对应开关管的状态与其相反。
本发明提供的一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法及装置，通过获取交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期；根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，确定其所在扇区；根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期，获取开关管的导通时间；根据所述三相电压Va、Vb、Vc所在扇区与所述开关管的导通时间，控制开关管的打开或关闭。采用本发明提及的三相全桥拓扑环路的开关控制方法及装置不但可以简化开关管的控制算法，简化开关管的控制流程，还可以较容易的实现三相交错电路。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：（方法的步骤），所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种三相全桥拓扑环路的开关控制方法，其特征在于，该方法包括：
获取交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期；
根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，确定其所在扇区；
根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期，获取开关管的导通时间；
根据所述三相电压Va、Vb、Vc所在扇区与所述开关管的导通时间，控制开关管的打开或关闭；
预设基准相为A相，或为B相，C相；
基于所述基准相进行划分扇区划分；
根据所述划分的各个扇区，确定各个扇区中各个开关管的占空比以及该扇区内持续关闭或者该扇区内持续打开的开关管。
2.一种三相全桥拓扑环路的开关控制装置，其特征在于，该装置包括：
信息获取单元，用于获取交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期；
确定单元，用于根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，确定其所在扇区；
导通时间获取单元，用于根据所述交流侧的三相电压Va、Vb、Vc，直流侧电压Vdc以及开关管的开关周期，获取开关管的导通时间；
开关控制单元，用于根据所述三相电压Va、Vb、Vc所在扇区与所述开关管的导通时间，控制开关管的打开或关闭；
预设单元，用于预设基准相为A相，或为B相，C相；
划分单元，用于基于所述基准相进行划分扇区划分；
所述开关控制单元，还用于根据所述划分的各个扇区，确定各个扇区中各个开关管的占空比以及该扇区内持续关闭或者该扇区内持续打开的开关管。
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