三相PWM整流器在电动汽车充电机上的应用
来源： 作者： 发布时间：2015-04-11 10:55:14 浏览量：
图2为带有软开关的三相pwm整流器的电路结构，电路图的左半部份为三相pwm整流桥，右半部分为零电压开关电路（zvs），并且在开关器件上都并联了缓冲电容。
由于整流器的开关频率远高于电网频率，因此在一个开关周期内可以认为整流器的输入电流和输出电流是恒定的，从而可以用恒流源is和il来表示输入电流和输出电流。因此可以用图3作为图2的等效电路，在图3中sreg、ds、cr1分别代表整流器的功率开关、续流二极管和缓冲电容。由于三相整流桥的上下桥臂功率开关器件总有一方导通，所以cr1=3cs。软开关部分包含了两个开关器件sa1、sa2，两个二极管d1、d2，谐振电感lr和谐振电容cr1、cr2。在软开关的结构中cr1是主谐振电容，cr2是辅助电容用于将谐振电感lr的电流电感器厂家ilr反向。在主谐振电容vcr1为0期间，三相桥的功率开关进行动作，可以实现零电压操作，极大的降低了功耗。
通过这个软开关结构可以将整流桥和辅助开关完全置于软开关的条件之下，同时能够省去直流环节的滤波电容（电村田电感解电容），能够减小充电器的体积，并且能够对延长充电机的寿命起到极大的作用。
4 实现单位功率因数运行
对整流器交流侧运用基尔霍夫电压定律可以得到电网电压、整流桥压降和电感电阻压降之间的电压关系等式：
（1）由于分布电阻r的阻值较小，忽略分布电阻压降后可以得到电压之间的向量图如图4（a）所示。
提高系统的功率因数，并实现单位功率因数运行，交流侧的电压和电流的方向需要保持一致（如图4（b））所示，可以通过控制三相整流桥上的压降的大小和相角来调节电流的方向。采用直接电流控制来调节三相整流桥上的压降，通过对整流器直流侧的电压进行反馈和交流侧电流的前馈控制，可以实现调节的大小和向量，并最终使交流侧电压电流的方向保持一致，实现高功率因数运行。
5 svpwm应用在pwm整流器
svpwm在整流器上被广泛的应用着，因为最大输出电压比spwm调制方法要高出15%，同时谐波特性也要比别的调制方法要好很多［18］，同时能够保持最低的开关频率［19］，但是在将svpwm应用到带有软开关的整流器的时候，在采样周期的电压向量序列需要做一些改变。
（2）其中，瞬时空间向量是dq坐标系下的8个空间向量，如图5（a）所示，大小为，工字电感其中包含6个非零的向量v1~v6和两个零向量v0、v7，并且将整个dq平面均分成6个扇形区域ⅰ~ⅵ。
根据文献［20］，在带有软开关的三相整流器中，采用svpwm方式最好差模电感的调制方法是按照图5（b）所描述的向量作用顺序，使用这种方法能够获得最低的失真度（df）和最小的总谐波失真（thd）。在图5b的调制方法中，v0、v1、v2分别代表的是零向量和两个非零向量。在同一个扇形区域中，两个非零向量在作用时间t=2*δθ=2ωts中交替着作为第一个作用向量，并且在两个非零向量作用时间中间添加进零向量的作用时间。
图6为三相整流器的控制框图，分为3个部分：最左侧的是软开关作用时间和向量序列作用时间控制块，负责产生谐振控制时间t1和三个电压合成向量的作用时间t0、t1、t2；中间是软开关和整流器igbt门信号的产生器，通过接收控制器的时间信号，产生满足要求的igbt门信号；最右侧则是被控对象三相整流桥（vsr）和软开关（zvs）的电路。通过控制sa1、sa2的通断，给svpwm的向量作用序列创造零电压的开关时间，同时按照改进的svpwm向量作用顺序，能够极大的减小因为功率管增多而造成的充电效率下降的问题。
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