專利名稱：：單相和三相功率變換器的統(tǒng)一控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于功率變換器的控制，尤其是針對單相和三相功率變換器的統(tǒng)一控制。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)在已發(fā)展出許多針對單相和三相功率變換器的電壓調(diào)壓和電流整形的控制方法。已知的控制器包括正弦占空比調(diào)制以及雙位(bang-bang)型的控制器。但是，有限的動態(tài)范圍，高損耗和諧波失真，以及各相間可能產(chǎn)生的控制沖突，使得它們不如基于空間矢量調(diào)制(SVM)的控制器那么普及。作為現(xiàn)在最普及的控制方法，基于SVM的控制器有著良好的特性；但是，其不可或缺的d/q變換需要高速的數(shù)字信號處理器(DSP)以及高采樣率的模數(shù)(A/D)變換，這些都極大程度地增加了設(shè)計難度和成本。因此，需要有一種適用于不同功率變換器的統(tǒng)一控制方法，它能使變換器具有良好性能，卻不需類J象基于SVM的控制器那樣的復(fù)雜度和高成本。
發(fā)明內(nèi)容本文所描述的是對單相和三相控制器的統(tǒng)一控制方法以及實現(xiàn)方式。通過具體實施范例，本文提出了一個統(tǒng)一控制器，以用來控制三相三線、三相四線電壓源型變換器、用來電流整型的三相在線式變換器以及單相全橋電壓源型變換器。此統(tǒng)一變換器包括一個反饋信號處理器，一個選區(qū)器，一個控制信號選擇器，一個控制核心，和一個門信號分配器?；趯β首儞Q器交流電壓過零點的檢測，選區(qū)器把每個電周期分成不同的有效區(qū)。反饋信號處理器把從功率變換器反饋的電壓和/或電流信號處理后生成中間級信號(例如，相電壓)?？刂菩盘栠x擇器從反饋信號處理器接收中間級信號(例如，相電壓)，并根據(jù)選區(qū)器給出的有效區(qū)選擇一個或多個中間級信號(例如，相電壓)來組成控制信號?？刂坪诵膭t才艮據(jù)控制信號選擇器產(chǎn)生的控制信號來生成占空比信號。門信號分配器才艮據(jù)選區(qū)器給出的有效區(qū)把占空比信號分別送給功率變換器中適當(dāng)?shù)拈_關(guān)。本文例舉了用以控制不同功率變換器的不同的反饋信號處理器的實現(xiàn)方式?？刂菩盘栠x擇器和門信號分配器均可用邏輯電路實現(xiàn)，其實現(xiàn)方式是在測出的有效區(qū)內(nèi)，根據(jù)相應(yīng)的邏輯表來選擇中間級信號(例如，相電壓)作為控制信號，以及發(fā)送由控制核心生成的占空比信號。不同的邏輯表可用來控制不同的功率變換器?？刂坪诵牡膶崿F(xiàn)范例包括脈寬調(diào)制控制(PWM)以及單周控制(OCC)。以上所列的實施以及實現(xiàn)方式僅為范例，并非用以限定此發(fā)明所涵蓋范圍。以下的圖表以及詳細(xì)說明應(yīng)足以向行內(nèi)人士說明此發(fā)明的其他系統(tǒng)、方式、特點和優(yōu)點。所有說明中所包括的附加系統(tǒng)、方法、特點和優(yōu)點都屬本專利范疇，并受到相應(yīng)的所有權(quán)保護(hù)。本專利不局限于需要實施范例的細(xì)節(jié)。通過研習(xí)附加的圖表，可以在一定程度上理解本專利的細(xì)節(jié)，包括制作，結(jié)構(gòu)以及操作。這里圖表的編號和引文中的編號相對應(yīng)。圖1所示的是一個三相四線電壓源逆變器(VSI)型的電壓發(fā)生器，以及一個三相三線電壓源逆變器型的電壓發(fā)生器(除去虛線部分)。圖2所示的是一個具有電流整形功能的三相在線功率變換器。圖3所示的是一個單相全橋電壓源逆變器(VSI)型的電壓發(fā)生器。圖4所示的是一個三相交流電壓的例子。圖5所示的是一個單相交流電壓的例子。圖6所示的是一個門信號驅(qū)動的時序圖例子。圖7所示的^1根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例子得出的統(tǒng)一控制器框圖。圖8所示的;i才艮據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式得出的可用于電壓調(diào)壓的三相^Jt信號處理器。圖9所示的;l根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式得出的可用于電流整形的三相^Jf信號處理器。圖IO所示的是根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式得出的可用于電壓調(diào)壓的單相反饋信號處理器。圖11所示的^1才艮據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式得出的一個三相脈寬調(diào)制(PWM)控制核心.圖12所示的是根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式得出的一個三相單周控制(OCC)控制核心。圖13所示的是根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式得出的一個單相單周控制(OCC)控制核心。圖14所示的是三相四線電壓源逆變器帶三個單相非線性負(fù)載的實驗波形。具體實施例方式在此處所描述的是可用于控制以下功率變換器的統(tǒng)一控制方法以及實現(xiàn)方式1.三相四線電壓源逆變器(VSI)作為電壓發(fā)生器，2.三相三線電壓源逆變器(VSI)作為電壓發(fā)生器，3.具有電流整形功能的三相在線功率變換器，以及4.單相全橋電壓源逆變器作為電壓發(fā)生器。以下例舉了這些功率變換器。圖1例舉的是一個在不間斷電源系統(tǒng)(UPS)以及馬達(dá)驅(qū)動中常用來產(chǎn)生三相電壓的三相四線VSI。此三相VSI把直流電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電壓。此VSI包括開關(guān)T叩-Txn以及由電感LA-Lx和電容CA-Cc組成的濾波器，它們連接直流源以及三相交流負(fù)載。通過讓開關(guān)按一個控制器產(chǎn)生的占空比門驅(qū)動信號來^Mt，此VSI可以產(chǎn)生如圖4所示的三相交流電壓。若移走虛線內(nèi)的元件(即中線開關(guān)Txp和Txn，中線電感Lx和負(fù)栽中性點和電容中性點間的連接)，圖1所示的VSI(僅有實線)則代表了一個三相三線VSI型的電壓發(fā)生器。三相三線VSI適用于對稱的三相負(fù)載，而三相四線VSI可用于不對稱負(fù)載。圖2例舉的是一個常用于在線的三相功率變換器，例如功率因素矯正型整流器，有源功率濾波器，或者無功發(fā)生器。此功率變換器包括六個開關(guān)Tap-lcn和三個電感LA-LC，用以連接直流母線E和三相交流源。流過電感的電流可以通過讓開關(guān)按一個控制器產(chǎn)生的占空比門驅(qū)動信號來操作而得到整形.圖3例舉的是一個單相全橋VSI,它是圖1所示的三相VSI在單相應(yīng)用中的對應(yīng)電路。此單相全橋VSI由四個開關(guān)T化-T2n和一個LC濾波器組成。通過讓開關(guān)按由一個控制器決定占空比的門驅(qū)動信號來操作，此單相VSI可以向負(fù)載提供如圖5所示的單相正弦電壓V。。這些開關(guān)通常是由半導(dǎo)體開關(guān)來實現(xiàn)，如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，絕,雙極晶體管(IGBT)或帶反向并聯(lián)二極管的碳化硅(SIC)開關(guān)。同一個橋臂上的兩個開關(guān)按互補(bǔ)方式運行。例如，圖1的開關(guān)T叩和Tan在同一個M上，它們運行方式是互補(bǔ)的，當(dāng)Tap導(dǎo)通時，Tan關(guān)斷，>^之亦然。圖6所示的是一個進(jìn)到半導(dǎo)體開關(guān)的門驅(qū)動信號的時序圖例子。當(dāng)門驅(qū)動信號為高時，開關(guān)導(dǎo)通；為低時，開關(guān)關(guān)斷。開關(guān)工作在從幾KHz到幾百KHz不等的開關(guān)頻率上。如圖6所示，門驅(qū)動信號在一個開關(guān)周期Ts內(nèi)有T旭的時間為高。開關(guān)的占空比定義為開關(guān)的導(dǎo)通時間T皿和一個開關(guān)周期T,的比值。圖4所示的三相交流電壓描述了圖1電路所產(chǎn)生的理想的電壓參考波形，或是圖2電路中的交流電壓源波形。在圖4中，三個交流電壓有相同的頻率，如60Hz，但120。的相位差。圖5所示的單相電壓描述了圖3電路向負(fù)載提供的理想的電壓參考波形。在圖4中，一個電周期可以依據(jù)交流電壓的it^點被分成六個區(qū)，每個區(qū)為60°。在圖5中，一個電周期可以依據(jù)單相交流電壓的it^點被分成兩個區(qū)。例如圖5中的電周期被分成了0°~180。和180°~360°的兩個區(qū)。圖7表示本發(fā)明的一個實現(xiàn)電壓發(fā)生和具有電流整形功能的在線功率變換的統(tǒng)一控制器的一個較優(yōu)的實施方式。此統(tǒng)一控制器由一個反饋信號處理器110，一個選區(qū)器115，一個控制信號選擇器120,—個控制核心125，和一個門信號分配器130組成。反饋信號處理器110處理來自功率變換器的反饋電壓和/或電流信號，并把結(jié)果(由Vp代表)iH/v控制信號選擇器120?；趯β首儞Q器如圖4或圖5所示的交流電壓過零點的檢測，選區(qū)器115判斷出有效工作區(qū)。選區(qū)器115把有效區(qū)信號iH^控制信號選擇器120以及門信號分配器130中?？刂菩盘栠x擇器120根據(jù)選區(qū)器115給出的有效區(qū)域信息，選出了來自反饋信號處理器110輸出(由Vp代表)的有效控制信號(由CON代表)。被選中的有效控制信號(由CON代表)經(jīng)控制核心125處理后產(chǎn)生占空比信號(由d^JJ。門信號分配器130根據(jù)選區(qū)器115選擇的有效區(qū)把占空比信號分別送給功率變換器中適當(dāng)?shù)拈_關(guān)(由T代表)。以下提供了此統(tǒng)一控制器各構(gòu)成要素的實現(xiàn)方式的例子。^J^信號處理器的實現(xiàn)方式可以實現(xiàn)反饋信號處理器110的方式很多。實現(xiàn)方式取決于，例如，此統(tǒng)一控制器是否用在三相電壓產(chǎn)生器上以進(jìn)行三相電壓調(diào)壓(如圖1所示)，用于在線功率變換器上進(jìn)行三相電流整形(如圖2所示)，或單相電壓產(chǎn)生器上進(jìn)行單相電壓調(diào)壓(如圖3所示)。圖8表示可用于三相電壓發(fā)生器(如圖l所示)上進(jìn)行電壓調(diào)壓的反饋信號處理器的實現(xiàn)實例。在此實現(xiàn)方式中，三相電壓發(fā)生器的三相相電壓VA、Vb、Vc檢測后乘增益Hsv再和三相參考電壓VA_ref、VB_ref、Vc_ref相比較。它們的差異被i^三個比例積分微分(PIDWh(嘗器。PID補(bǔ)償器的輸出減去被測電流Iaf畫Icf乘以增益Hsi以及傳遞函數(shù)Hfllter，其結(jié)^it大Ki倍后可構(gòu)成電壓VP_A、Vp.b和Vp.c，它們被iHA^控制信號選擇器120。如表l所示，被測電流IAT-ICF可以為零，電感電流t，電容電流Ic，或者經(jīng)過高頻濾波器Hhpf的電容電流Ic。表1列舉了可成為IaF一IcF的不同的被測電流和相應(yīng)的Hfflter。如表1所示，被測電流IAF-ICF，可從三相電壓發(fā)生器(如圖l所示)的電感LA-Lc的電流lLA-Itc中檢測或從電容CA-Cc的電流中檢測得到。電流可由電阻檢測，這樣反饋信號處理器中的被測電流以正比于被測電流的電壓形式存在。表l.三相雙環(huán)補(bǔ)償器控制^t<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>圖9例舉了一個用在具有電流整形功能的在線功率變換器(如圖2所示)的反饋信號處理器110的實現(xiàn)。在此實現(xiàn)中，直流母線電壓E按HDC的比例被檢測并和參考電壓Vref比較。PID補(bǔ)償器補(bǔ)償它們的差別以保持直流母線電壓穩(wěn)定。PID補(bǔ)償器的輸出乘以由增益Hsv檢測出的三相交流電壓(如圖4所示)，其結(jié)果和乘以增益Hsi的檢測出的電感電流Ila、i!3和tc相加后構(gòu)成電壓Vp_a、Vp_b、Vp.c，它們被iH/v控制信號選擇器。領(lǐng)先或落后于交流電壓90。的無功功率參考電壓，被加入Vp-a、VP_B和Vp.c中以產(chǎn)生無功(VAR)(如虛線內(nèi)所示)。當(dāng)無功功率參考電壓的幅值為零時，功率源電流不包含VAR成分。圖IO例舉了一個用于單相電壓發(fā)生器(如圖3所示)電壓調(diào)壓的反饋信號處理器110的實現(xiàn)。在此實現(xiàn)中，電壓V。按HDC的比例被檢測并和參考電壓Vref比較，它們的差別由PID補(bǔ)償器4M嘗。PID補(bǔ)償器的輸出減去被測電流Ip乘以增益玩i和傳遞函數(shù)Hfllter，其結(jié)&故大IQ倍后可構(gòu)成電壓Vp，它們被iltV控制信號選擇器120。如表2所示，被測電流IF可以為零，電感電流t，電容電流Ic，或者經(jīng)過高通濾波器Hhpf的電容電流Ic。表2.單相雙環(huán)補(bǔ)償器控制^無電$充^卜償lL補(bǔ)償器Ic補(bǔ)償器帶高通濾波器的Ic補(bǔ)償器If0IcIcHfiiter011Hhpf控制信號選擇器和門信號分配器的實現(xiàn)控制信號選擇器120和門信號分配器130可以由純邏輯電路實現(xiàn)。控制信號選擇器120選擇出有^目電壓并把它們"控制核心125，而門信號分配器:fc^控制核心來的占空比信號分配給適當(dāng)?shù)拈_關(guān)。表3列出了控制三相功率變換器(如圖l和2所示)的邏輯，表4列出了控制單相功率變換器(如圖3所示)的邏輯。在表3中，控制信號選擇器120>^^^饋信號處理器110產(chǎn)生的VP_A、Vp—b和Vp.c中選出有效信號CONp、CONn、CON"符號Vp.ab代表VP.A減去Vp-b，同樣的標(biāo)志方式也用于Vp.ac、Vp.Bc，等等。符號dp、dn和dx是從控制核心125輸出的占空比信號，它們由門信號分配器130分配給圖1和2所示的功率變換器的適當(dāng)?shù)拈_關(guān)Tap-Txn。符號dt是在整個區(qū)都導(dǎo)通的占空比信號。CONx和dx的選擇邏輯只有圖1所示的三相四線VSI需要。10<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>例如，在0。60。區(qū)，有效信號CONp、CONn、CONx分別是Vp-AB、Vp-CB和-Vp.B。占空比信號dp、dn和dx被分別分配到開關(guān)Tan、Tcn~Txn，而Tbn在整個區(qū)都導(dǎo)通。因為其他的開關(guān)Tap、Tcp、Txn和Tbp和開關(guān)Tan，Tcn，T^和Tbn的操作互補(bǔ)，所以它們的占空比也由表3決定。占空比信號提供了半導(dǎo)體開關(guān)的門驅(qū)動信號。在表4中，控制信號選擇器120的輸出是CON，而反饋信號處理器110的輸出是Vp。在此處，Vp總是被選擇為CON。符號dp是由門信號分配器130分配給圖3所示的功率變換器的開關(guān)T^或Tm的占空比信號。符號dt是在整個區(qū)都導(dǎo)通的占空比信號。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>控制核心的實現(xiàn)幾乎所有的直流-直流控制器都可用作控制核心。圖11和12例舉了用于三相功率變換器(如圖1和2所示)的控制核心120的兩個實現(xiàn)方式。圖13例舉了用于單相功率變換器(如圖3所示)的控制核心的實現(xiàn)方式。圖11表示了用脈寬調(diào)制型(PWM)方式實現(xiàn)的三相控制核心。在PWM實現(xiàn)方式中，控制核心125由三個SR觸發(fā)電路和三個比較器組成。占空比信號dp、dn和dx產(chǎn)生于三個觸發(fā)器的Q終端。在每個開關(guān)周期的開始，觸發(fā)器通過S終端由一個時鐘信號置位，然后通過R終端由三個比較器的輸出復(fù)位，比較器的輸出是控制信號選擇器輸出CONp、CONn、CONx和鋸齒波的比較結(jié)果。時鐘信號工作在幾kHz到幾百kHz的開關(guān)頻率。在每個開關(guān)周期的開始，時鐘信號通過觸發(fā)器的S終端把其Q終端置高，同時，鋸齒波開始上升。當(dāng)鋸齒波和每個比較器對應(yīng)的CON信號相交時，比較器將其相應(yīng)的觸發(fā)器Q終端置復(fù)位為低。圖12表示了用單周控制器(OCC)的方式實現(xiàn)三相控制核心。在OCC的實現(xiàn)方式中，源電壓E由增益H。ee檢測并i^一個由電容，電阻和運算放大器組成的積分器中。這個積分器的時間常數(shù)和開關(guān)周期相同，并在每個開關(guān)周期結(jié)束時復(fù)位清零。積分器的輸出和檢測出的源電壓E相加以產(chǎn)生一個類鋸齒波的信號，此信號的斜率和源電壓E有關(guān)。然后，這個產(chǎn)生出的類鋸齒波信號就以和圖11所示的PWM控制核心相似的模式和控制信號選擇器120輸出信號CONp、CONn、CONx比較來生成占空比信號dp、dn和dx。對于PWM和OCC實現(xiàn)方式，虛線部分只在用于三相四線VSI時有效。圖13所示的是由OCC實現(xiàn)的單相控制核心.在此實現(xiàn)方式中，占空比信號dp在觸發(fā)器的Q終端產(chǎn)生。在每個開關(guān)周期的開始，一個時鐘信號將觸發(fā)器的S終端置位，因而使Q終端的占空比信號dp為高。比較器的輸出又將觸發(fā)器的R終端復(fù)位，這里比較器的輸出是控制信號選擇器輸出CON的絕對值和積分器輸出比較而得的結(jié)果。復(fù)位后，在Q終端的占空比信號dp降為低。這兩個信號在進(jìn)行任何比較前都需要經(jīng)過由ixi代表的絕對值取出器。積分器從開關(guān)周期開始積分由H。ee檢測回來的源電壓E，并在每個開關(guān)周期結(jié)束時復(fù)位。積分器的電阻和電容所構(gòu)成的時間常數(shù)被設(shè)置成和開關(guān)周期相等。因此，積分結(jié)果是一個含源電壓E信息的類鋸齒波波形。以上所4C供的PWM和OCC控制核心的實現(xiàn)方式僅為例子，因為控制核心還有許多其他的實現(xiàn)方式。優(yōu)勢和應(yīng)用這里所描述的統(tǒng)一控制器是既通用又簡單。它可以綜合性的控制三線和四線電路以實現(xiàn)三相電壓發(fā)生，三相電流整形，和單相電壓生成。此統(tǒng)一控制器的實現(xiàn)方式相對比較簡單，既不需要DSP也不需要微處理器.此統(tǒng)一控制方法的應(yīng)用例子包括1.為不間斷供電(UPS)系統(tǒng)，包括三相三線系統(tǒng)，三相四線系統(tǒng)和單相系統(tǒng)進(jìn)行電壓發(fā)生。a.三相四線系統(tǒng)的電壓發(fā)生。圖7所示的統(tǒng)一控制器可以控制圖1所示的VSI為三相四線UPS系統(tǒng)進(jìn)行電壓發(fā)生。應(yīng)用在這里的統(tǒng)一控制器可以通過讓控制信號選擇器和門信號分配器根據(jù)表3的邏輯運行，用三相PWM(圖11)或三相OCC(圖12)作為控制核心并用電壓調(diào)節(jié)器(圖8)作為>^饋信號處理器來實現(xiàn)。b.三相三線電壓發(fā)生應(yīng)用在這里的實現(xiàn)方式和上一個方式類似。僅有的區(qū)別是在VSI(圖l)和控制核心(圖11和圖12)虛線內(nèi)所畫的元件都被移走了，且使表3中給CONx和dx的邏輯失效。c.單相電壓發(fā)生圖7所示的統(tǒng)一控制器可以控制圖3所示的VSI為單相UPS系統(tǒng)進(jìn)行電壓發(fā)生。應(yīng)用在這里的統(tǒng)一控制器可以通過讓控制信號選擇器和門信號分配器按照表4的邏輯運行，用單相OCC(圖13)作為控制核心，并用電壓調(diào)節(jié)器(圖10)作為>^饋信號處理器來實現(xiàn)。2.負(fù)載接在直流母線上的功率因數(shù)矯正(PFC)整流器，此整流器的交流源電壓和電流同相。3.和三相負(fù)栽并聯(lián)連接的有源功率濾波器(APF)。在這里，交流源電壓和電流也同相，4.在線逆變器(GCI)，它的交流源電壓和電流^jf目。5.用于馬達(dá)驅(qū)動前級有再生式剎車功能的雙向交;力直流變換器，根據(jù)馬達(dá)的工作情況，它的電流可以流入或流出源端。6.VAR產(chǎn)生器，其源電流領(lǐng)先或落后交流電壓90°。此統(tǒng)一控制器在2-6的應(yīng)用中的實現(xiàn)方式是一致的，都用于圖2所示的功率變換器。其控制信號選擇器和門信號分配器均按照表3的邏輯運行，三相PWM(圖11中實線部分)或三相OCC(圖12中實線部分)均可作為其控制核心，并用了三相電流整型器(圖9)作為反饋信號處理器。電流整型反饋信號處理器中的無功功率參考僅在生成VAR時需要(應(yīng)用6).以上所例舉的應(yīng)用均有樣機(jī)和實驗JiHt。此處例舉了從三相四線VSI樣機(jī)中測出的實驗結(jié)果。圖14所示是在三個單相非線性負(fù)載情況下測出的實驗波形。很明顯，當(dāng)三相電流lA、lB和Ic畸變嚴(yán)重時，三相輸出電壓(Va、Vb和Vc)的波形質(zhì)量仍4艮高。如前所述，本專利是參考其特定實施方式加以描述的。很顯然，在更廣泛的本專利的原理和廣度范疇內(nèi)仍存在許多修改和變動的可能性。例如，在一個實施范例中的一個功能可以和其他實施范例中的別的功能相混合和匹配。同樣在本專業(yè)內(nèi)普遍所知的功能和工序也可根據(jù)需要加入。此外，也是顯然的，有些功能可以根據(jù)需求被加上或去除。因此，除了根據(jù)附件中的權(quán)利要求以及與其等效的要求外，本專利不受其他限制。權(quán)利要求1.功率變換器的一個控制器，包括一個設(shè)定成可從功率變換器的多個反饋信號來產(chǎn)生多個中間級信號的反饋信號處理器；一個設(shè)定成可測出功率變換器每個電周期不同區(qū)域的選型器，其輸出的區(qū)域信號指出了功率變換器正處在的工作區(qū)；一個設(shè)定成可產(chǎn)生多個控制信號的控制信號選擇器，其中，控制信號選擇器根據(jù)選型器的區(qū)域信號為每個控制信號選擇至少一個中間級信號；一個設(shè)定成可接受多個控制信號并基于所接受的控制信號產(chǎn)生多個占空比信號的控制核心；和一個設(shè)定成可以根據(jù)選型器的區(qū)域信號分配多個占空比信號給功率變換器開關(guān)的信號分配器。2.在權(quán)利要求1的控制器中，控制信號選擇器根據(jù)選區(qū)器產(chǎn)生的區(qū)信號，按照一個邏輯表格選擇至少一個中間級信號作為一個控制信號。3.在權(quán)利要求l的控制器中，信號分配器根據(jù)選區(qū)器產(chǎn)生的區(qū)信號，跟隨一個邏輯表M配多個占空比信號。4.在權(quán)利要求1的控制器中，選區(qū)器被設(shè)定成可根據(jù)功率變換器的多個交流(AC)電壓信號的過零點測出有效區(qū)。5.在權(quán)利要求1的控制器中，所分的區(qū)共有六個，每個占有功率變換器一周期的60°。6.在權(quán)利要求1的控制器中，占空比信號的開關(guān)頻率范圍為1kHz到10MHz。7.在權(quán)利要求1的控制器中，控制核心被設(shè)定為單周控制器(OCC)或脈寬調(diào)制控制器(PWM)。8.在權(quán)利要求1的控制器中，反饋信號由功率變換器的被測電壓信號構(gòu)成。9.在權(quán)利要求8的控制器中，反饋信號處理器被設(shè)定為可比較被測電壓信號和參考電壓信號，并至少部分根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生中間級信號。10.在權(quán)利要求9的控制器中，參考電壓信號由交流(AC)電壓信號組成。11.在權(quán)利要求9的控制器中，反饋信號處理器被設(shè)定成可根據(jù)被測電壓信號和參考電壓信號的不同產(chǎn)生差異信號，把此差異信號送入多個PID補(bǔ)償器的輸入端，并從PID補(bǔ)償器輸出端信號減去多個被測電流信號以產(chǎn)生中間級信號。12.在權(quán)利要求11的控制器中，被測電流信號是從功率變換器的電感或電容中流過的電流上檢測得到的。13.在權(quán)利要求l的控制器中，功率變換器指一個三相三線功率變換器或三相四線功率變換器。14.在權(quán)利要求l的控制器中，反饋信號處理器被設(shè)定成可根據(jù)一個被測的直流(DC)電壓和參考電壓的不同產(chǎn)生差異信號，把此差異信號送入一個PID補(bǔ)償器的輸入端，PID補(bǔ)償器的輸出信號和從功率變換器的被測電壓相乘，相乘的結(jié)果和從功率變換器來的被測電i!^目加以構(gòu)成中間級信號。15.在權(quán)利要求14中的控制器中，被測電流是從功率變換器的電感上流過的電流上檢測的。16.在權(quán)利要求15中的控制器中，功率變換器指一個在線三相功率變換器。17.功率變換器的一個控制器，包括一個設(shè)定成可根據(jù)從功率變換器來的至少一個反饋信號產(chǎn)生至少一個中間級信號的反饋信號處理器；一個設(shè)定成可接受中間級信號并基于接受的中間級信號產(chǎn)生至少一個占空比信號的控制核心；一個設(shè)定成可測出功率變換器每個周期有效區(qū)的選型器，其輸出的區(qū)域信號指出了功率變換器正處在的工作區(qū)；和一個設(shè)定成可以根據(jù)選型器的區(qū)域信號分配至少一個占空比信號給功率變換器開關(guān)的信號分配器。18.在權(quán)利要求17的控制器中，信號分配器根據(jù)選區(qū)器產(chǎn)生的區(qū)域信號，跟隨一個邏輯表格分配多個占空比信號。19.在權(quán)利要求17的控制器中，選區(qū)器被設(shè)定成可根據(jù)功率變換器的至少一個交流(AC)電壓信號的it^點測出不同的工作區(qū)。20.在權(quán)利要求17的控制器中，所分的不同區(qū)域共有兩個，每個占有功率變換器電周期的180°。21.在權(quán)利要求17的控制器中，至少一個占空比信號的開關(guān)頻率范圍為lkHz到10MHz。22.在權(quán)利要求17的控制器中，控制核心為單周控制器(OCC)。23.在權(quán)利要求17的控制器中，>^饋信號是來自功率變換器的一個被測電壓信號，而反饋信號處理器被設(shè)為比較被測電壓信號和參考電壓信號，并至少部分地基于比較結(jié)果產(chǎn)生至少一個中間級信號。24.在權(quán)利要求23的控制器中，參考電壓指交流(AC)電壓信號。全文摘要本文所描述的是對單相和三相控制器的統(tǒng)一控制方法以及實現(xiàn)方式。通過一個實施范例，提出了一個統(tǒng)一控制器以用來控制三相三線、三相四線電壓源型變換器、可進(jìn)行電流整形的三相在線式變換器，以及單相全橋電壓源型變換器。文檔編號G05F1/00GK101636701SQ200780037267公開日2010年1月27日申請日期2007年10月4日優(yōu)先權(quán)日2006年10月4日發(fā)明者金陶濤,馬科悅,黎麗華申請人:加利福尼亞大學(xué)董事會