用于將交變電流轉換為直流電流的方法和相關設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于將交變電流轉換為直流電流（更普遍地稱為AC/DC轉換）的 方法，以及相關的轉換設備。
[0002] 本發(fā)明應用于例如飛行器的負載供電的配電。參與這樣的配電的轉換器首先將交 變網絡變換為直流網絡。交變網絡例如是當飛行器在地面上時由飛行器外部的發(fā)電機供電 的電壓網絡。通過使用如此建立的直流網絡，例如反相器之類其他的轉換器對飛行器的諸 如啟動器之類的負載進行控制，啟動器用于啟動位于飛行器的尾錐體中的輔助動力單元。
【背景技術】
[0003] 迄今為止，用于生成直流網絡的能量轉換模式工作在兩個連續(xù)步驟中，即：
[0004] 預載步驟，在該步驟期間，AC/DC轉換設備通過電阻器的介入被連接到三相交變網 絡上，以及
[0005] 調節(jié)輸出電壓的步驟，以便將輸出電壓升高到期望值。
[0006] 預載電阻器對在將轉換器切換到網絡上時交變網絡上出現的涌入電流進行限制。 在預載過程中不存在調節(jié)。作為轉換器一部分的半導體保持阻斷狀態(tài)，并且轉換器則等效 于三相二極管橋。
[0007] 圖1示出了現有技術的AC/DC轉換設備的全局架構，并且圖2A和圖2B為圖1中 示出的設備的詳細示意圖。
[0008] AC/DC轉換設備的全局架構包括預載電阻器塊1，AC/DC轉換塊2,解耦電容器3， 負載4 (直流電壓輸出Vdc被施加于負載4的端子處），控制電路5,分別具有電阻器ri、r2、 r3的一組自感線圈L^L2、L3，用于測量交變輸入電壓Va、Vb、Vc的設備Mv，用于對流過各個 自感線圈Q、L2、L3的輸入電流ILIL2、IL3進行檢測的設備Me，以及用于測量直流電壓輸 出Vd。的設備MDe。設備Mv、MjPMDe輸出的測量值被傳輸到控制電路5,控制電路5輸出的 設定CSG被應用于AC/DC轉換塊2。
[0009] 圖2A示出了預載電阻器塊1的詳細示意圖。塊1包括與三個單獨的開關Kn、K21、 K31串聯的三個電阻器Ri、R2、R3，由串聯的電阻器民和開關Ku(i= 1，2,3)構成的整體與開 關Ki2并聯安裝。
[0010] 圖2B示出了AC/DC轉換塊2的詳細示意圖。塊2包括由并聯的三個臂制成的三 相橋，每個臂由串聯的兩個開關制成，每個開關與續(xù)流二極管（free-wheelingdiode)并聯 安裝。第一臂由開*Zi、Z2和二極管口^%形成。第二臂由開*Z3、Z4和二極管03、04形成。 第三臂由開關Z5、Z6和二極管05、D6形成。每個開關Zj擁有控制端子G = 1，2，……， 6)。每個臂具有位于串聯的兩個開關之間的中間點，并且該中間點上施加有不同的交變輸 入電壓。以此方式，電壓Va被施加到開關ZpZ2的中間點上，電壓Vb被施加到開關Z3、Z, 中間點上，并且電壓Vc被施加到開關Z5、Z6的中間點上。電容器K被安裝在獲取輸出電壓 Vd。的端子之間。
[0011] 在預載階段中，開關Mi= 1、2、3)為導電的，并且開關Kl2處于阻斷狀態(tài)。各自 的電流IQ、IL2、ILJIJ流過預載電阻器Ri、R2、R3。電阻器Rp&和R3使得可能在將AC/DC轉換器塊切換到交變網絡上時限制交變網絡上的涌入電流。在整個預載步驟期間，開關Z, 處于阻斷狀態(tài)。輸出電壓Vd。上升到預載終止電壓的值，預載終止電壓與輸入電壓的有效 值在理論上成正比。當輸出電壓Vd。達到其理論值時，電阻器Mi= 1，2, 3)通過閉合開關 M導電狀態(tài)）而被短路，并且調節(jié)步驟被觸發(fā)。在調節(jié)步驟的持久狀態(tài)中，開關Z,根據設 定CSG來控制以獲得期望的輸出電壓。
[0012] 該工作模式的缺點是涌入電流（inrushcurrent)類型的過渡現象的存在于輸出 電壓的調節(jié)的開始。其不利結果是使電力組件承受應力（可靠性和電感飽和度減小）并且 阻止保持符合網絡質量的標準和要求。
[0013] 圖3和4示出了這些過渡現象的表現。圖3示出了轉換器的輸出端處的電壓Vd。， 并且圖4示出了與這些過渡現象相關聯的輸入電流ILji= 1，2,3)。在圖4中表現出，在 預載步驟和調節(jié)步驟（例如在圖3和4中）之間的過渡過程中，交變網絡上的涌入電流例 如能夠達到170A。在并聯的N個轉換器情況下，輸入網絡上的涌入電流乘以N。這例如造 成能夠達到500A的涌入電流（具有并聯的三個轉換器的情況）。這是一個實際的缺點。
[0014] 本發(fā)明的方法不具有此缺點。

【發(fā)明內容】

[0015] 事實上，本發(fā)明涉及一種用于將交變電流轉換為直流電流的方法，所述方法由轉 換設備實現，所述轉換設備包括三相橋，所述三相橋能夠將至少一個交變輸入電壓轉換為 直流電壓，所述三相橋包括至少一個由串聯安裝的第一開關和第二開關組成的臂，每個開 關具有能夠控制所述開關的斷開和閉合的控制輸入端，所述方法包括調節(jié)所述直流電壓的 步驟，其特征在于，所述方法包括在調節(jié)步驟之前的過渡步驟，所述過渡步驟包括：使用所 述交變輸入電壓來形成被施加到所述第一開關的控制輸入端上的第一信號以及被施加到 所述第二開關的控制輸入端上的第二信號，其形成方式為：
[0016]a)在所述交變輸入電壓的負交變期間，所述第一信號是脈沖信號，所述脈沖信號 的連續(xù)脈沖的寬度隨時間逐步增大，所述脈沖信號斷開和閉合所述第一開關，并且所述第 二信號為保持所述第二開關斷開的連續(xù)信號；以及
[0017]b)在所述交變輸入電壓的正交變期間，所述第一信號為保持所述第一開關斷開的 連續(xù)信號，并且所述第二信號是脈沖信號，所述脈沖信號的連續(xù)脈沖的寬度隨時間逐步增 大，所述脈沖信號斷開和閉合所述第二開關。
[0018] 根據本發(fā)明的轉換方法的額外特點，使用交變輸入電壓來形成所述第一信號和所 述第二信號包括：
[0019] 生成連續(xù)脈沖，所述連續(xù)脈沖的寬度隨時間逐步變寬；
[0020] 使用所述交變輸入電壓形成用于所述交變輸入電壓的所述正交變的電平1邏輯 信號以及用于所述交變輸入電壓的所述負交變的電平〇 ;
[0021] 對所述邏輯信號取反以形成取反邏輯信號；
[0022] 使用第一邏輯與門（AND)電路形成所述第一信號，所述第一邏輯與門電路在第一 輸入端處接收所述脈沖并且在第二輸入端處接收所述邏輯信號；以及
[0023] 使用第二邏輯與門電路形成所述第二信號，所述第二邏輯與門電路在第一輸入端 處接收所述脈沖并且在第二輸入端處接收取反邏輯信號。
[0024] 本發(fā)明還涉及一種用于將交變電流轉換為直流電流的設備，所述設備包括能夠實 現本發(fā)明的方法的裝置。
【附圖說明】
[0025] 通過對參考附圖做出的優(yōu)選實施例進行閱讀，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點應當明 顯，在附圖中：
[0026] 圖1示出了AC/DC轉換設備的全局架構；
[0027] 圖2A和2B是圖1中所示的設備的詳細示意圖；
[0028] 圖3和4示出了在預載步驟和電壓調節(jié)步驟之間的過渡過程中出現在現有技術的 AC/DC轉換器中的過渡現象；
[0029] 圖5示出了能夠實現本發(fā)明的方法的AC/DC轉換器；
[0030] 圖6為圖5中所示的AC/DC轉換器的詳細示意圖；
[0031] 圖7a、7b和7c示出了用于控制本發(fā)明的AC/DC轉換設備的信號的形成；
[0032] 圖8a和8b示出了本發(fā)明的AC/DC轉換設備的電路的工作；
[0033] 圖9a、9b和9c示出了在圖7a- 7c中所示的控制信號的作用下本發(fā)明的AC/DC 轉換設備的工作。
【具體實施方式】
[0034] 圖5示出了能夠實現本發(fā)明的轉換方法的交變電流到直流電流的轉換器。
[0035] 除了自感線圈Q、L2、L3，相應的電阻器ri、r2、r3，轉換塊2和電容器3之外，AC/DC 轉換器包括控制電路6。
[0036] 本發(fā)明的轉換方法包括在預載步驟和調節(jié)步驟之間的過渡步驟?？刂齐娐?允許 實現過渡步驟。一旦預載步驟結束，控制電路6被激活。預載步驟以公知的方式結束，例如 通過計時或者一旦直流電壓輸出達到預定閾值。
[0037] -旦控制電路6被激活，控制電路6就輸出控制信號Sa、冗、SbSb、Sc、這些 控制信號分別被施加到開關Z1-Z6的端子G1-G6上。信號Sa和蘇:通過使用輸入電壓Va來 形成。同樣，信號Sb和沉.通過使用輸入電壓Vb來形成，并且信號Sc和％.通過使用輸入 電壓Vc來形成。為了避免使圖6復雜化，僅示出了通過使用輸入電壓Va來生成信號Sa和 然而，在本發(fā)明的框架內，控制塊還根據相同的原理生成信號Sb、|E:和Sc、fC。
[0038] 圖6示出了根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例的控制塊6。塊6包括第一比較器7和控制 信號生成塊8。
[0039] 控制信號生成塊8包括：
[0040] 脈沖寬度調制器，由載波信號Vp發(fā)生器9、斜波信號VR發(fā)生器10和比較器11構 成；
[0041] 邏輯電路12;
[0042] 反相器電路13;以及
[0043] 兩個邏輯AND(與）電路14和15。
[0044] 邏輯電路12在其輸入端處接收交變電壓Va。當電壓Va為正（正交變）時，電路 12的輸出端處的邏輯