[發(fā)明專利]三相整流電路及其控制方法與控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210479160.X
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN102931858A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 張遷;曾楊;鐘柳芳;陶澤安
• 申請（專利權）人: 中聯(lián)重科股份有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發(fā)明涉及電力電子領域，具體而言，涉及一種三相整流電路及其控制方法與控制裝置。

背景技術

整流電路的作用是將交流電變?yōu)橹绷麟姡瑧檬謴V泛。按照不同的角度可將整流電路分成多種類型，按組成的器件可分為不可控、半控、全控三種，按電路結構可分為橋式電路和零式電路，按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多相電路。

三相橋式整流電路目前在整流電路中的應用比較廣泛，這種電路形式將三相交流電轉換為直流電源，直流電源完成向直流負載進行供電或者向直流儲能元件進行充電的功能。圖1是現(xiàn)有技術中向儲能元件三相橋式整流電路的示意圖，該三相橋式整流電路包括三對橋臂，按照與之連接的交流電源相序可以分為A相橋臂，B相橋臂，C相橋臂，每相橋臂包括上橋臂開關管和下橋臂開關管，在圖中T1、T4分別為A相橋臂的上橋臂開關管；T3、T6分別為B相橋臂的上橋臂開關管；T5、T2分別為C相橋臂的上橋臂開關管，每個開關管反向并聯(lián)了一個續(xù)流二極管，如圖中的D1、D4、D3、D6、D5、D2。下面以線電壓Uab為例說明該三相橋式整流電路的工作原理。

若Uab>0，當T4導通時，Uab通過T4、D6向La和Lb儲能，當T4關斷時，La、Lb中儲存的能量通過D1、D6向直流側儲能單元充電。若Uab<0，當T6導通時，Uab通過T6、D4向La和Lb儲能，當T6關斷時，La、Lb中儲存的能量通過D1、D4向直流側儲能單元充電。

但是，使用圖1中的向儲能元件三相橋式整流電路，在通過續(xù)流二極管向直流側儲能單元充電的過程中，若儲能單元電壓遠低于輸入電壓，且使用的續(xù)流二極管是不可控器件，則會使得充電電流過大且不可控。過大且不可控的充電電流有可能損壞電力電子器件和儲能單元。

現(xiàn)有技術中的三相橋式整流電路因充電電流不可控導致?lián)p壞電力電子器件和儲能單元的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種三相整流電路及其控制方法與控制裝置，以解決現(xiàn)有技術中三相橋式整流電路因充電電流過大且不可控導致?lián)p壞電力電子器件和儲能單元的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種三相整流電路。該三相整流電路用于將三相交流電轉換為向儲能元件充電的直流電源，包括三對整流橋臂，每對整流橋臂包括上整流橋臂和下整流橋臂，上整流橋臂的第一端與儲能元件的正極電連接，下整流橋臂的第二端與儲能元件的負極電連接，三相交流電中的一相與上整流橋臂的第二端以及下整流橋臂的第一端電連接，其中，上整流橋臂和下整流橋臂分別包括互相反向并聯(lián)的第一全控型開關管和第二全控型開關管。

進一步地，三相交流電中的一相通過電感器與上整流橋臂的第二端以及下整流橋臂的第一端電連接。

進一步地，儲能元件為鋰電池或者超級電容。

進一步地，第一全控型開關管和第二全控型開關管均為全控型開關管為IGBT，第一全控型開關管的柵極與第二全控型開關管的源極電連接，第一全控型開關管的源極與第二全控型開關管的柵極電連接。

進一步地，IGBT為N溝道IGBT。

進一步地，IGBT也可以為P溝道IGBT。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種三相整流電路的控制方法。該三相整流電路的控制方法中的三相整流電路以上介紹的任意一種三相整流電路。該三相整流電路的控制方法包括：檢測儲能元件兩端的電壓；根據(jù)儲能元件兩端的電壓控制各橋臂中的第一全控型開關管和/或第二全控型開關管。

進一步地，根據(jù)儲能元件兩端的電壓控制各橋臂中的第一全控型開關管和/或第二全控型開關管導通或關斷包括：比較儲能元件兩端的電壓與預設電壓值的大小；當儲能元件兩端的電壓大于預設電壓值時，控制各橋臂中的第一全控型開關管和第二全控型開關管導通或關斷；當儲能元件兩端的電壓小于預設電壓值時，控制各橋臂中第二全控型開關管導通或關斷，同時控制各橋臂中第一全控型開關管處于關斷狀態(tài)。

進一步地，根據(jù)儲能元件兩端的電壓控制各橋臂中的第一全控型開關管和/或第二全控型開關管包括：根據(jù)儲能元件兩端的電壓向各橋臂中的第一全控型開關管和/或第二全控型開關管發(fā)送對應的PWM驅動信號。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種三相整流電路的控制裝置。該三相整流電路的控制裝置中的三相整流電路以上介紹的任意一種三相整流電路。該三相整流電路的控制裝置包括：電壓檢測模塊，用于檢測儲能元件兩端的電壓；開關管驅動模塊，用于根據(jù)儲能元件兩端的電壓控制各橋臂中的第一全控型開關管和/或第二全控型開關管導通或關斷。