功率转换电路的控制方法、功率转换设备及储能装置与流程

本申请涉及电源，尤其涉及一种功率转换电路的控制方法、功率转换设备及储能装置。

背景技术：

1、相关技术中的功率转换电路虽然能够实现整流、逆变等功能，但大部分是基于单相电路的双向逆变整流。相关技术中还没有功率转换电路在连接交流电源时，能同时实现整流与裂相逆变的功能。显然，这无法很好地满足用户需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种功率转换电路的控制方法、功率转换设备及储能装置，可在功率转换电路连接交流电源时，同时实现功率转换电路的整流功能及裂相逆变功能。

2、本申请第一方面提供一种功率转换电路的控制方法，功率转换电路包括逆变桥臂单元、整流桥臂单元、公共桥臂单元、第一电感单元、第二电感单元和母线电容单元。逆变桥臂单元的第一端、整流桥臂单元的第一端以及公共桥臂单元的第一端均连接母线电容单元的第一端；逆变桥臂单元的第二端、整流桥臂单元的第二端以及公共桥臂单元的第二端均连接母线电容单元的第二端。逆变桥臂单元的中点连接第一电感单元的第一端，第一电感单元的第二端作为功率转换电路的第一火线端子。整流桥臂单元的中点连接第二电感单元的第一端，第二电感单元的第二端作为功率转换电路的零线端子。公共桥臂单元的中点作为功率转换电路的第二火线端子；第二火线端子用于输入交流电源。该控制方法包括：对逆变桥臂单元、整流桥臂单元和公共桥臂单元进行控制，使得整流桥臂单元、公共桥臂单元与第二电感单元共同形成整流电路，以对交流电源输入的交流电进行整流后给连接于母线电容单元两端的直流负载供电，以及使得逆变桥臂单元、公共桥臂单元与第一电感单元共同形成逆变电路，以对母线电容单元存储的直流电进行逆变后给第一交流负载及/或第二交流负载供电。其中，第一交流负载连接于第一火线端子与第二火线端子之间；第二交流负载连接于第一火线端子与零线端子之间。

3、在一实施例中，各桥臂单元均包括上开关管和下开关管；对逆变桥臂单元、整流桥臂单元和公共桥臂单元进行控制，包括：获取交流电源的实时输入电压值；在实时输入电压值大于零时，控制公共桥臂单元的上开关管导通且控制公共桥臂单元的下开关管截止；在实时输入电压值小于零时，控制公共桥臂单元的上开关管截止且控制公共桥臂单元的下开关管导通。

4、在一实施例中，对逆变桥臂单元、整流桥臂单元和公共桥臂单元进行控制，还包括：控制逆变桥臂单元的上开关管和下开关管高频互补导通。

5、在一实施例中，控制逆变桥臂单元的上开关管和下开关管高频互补导通，包括：根据交流电源的输入电压有效值确定目标输出电压值；获取流经第一电感单元的第一电流值、第一火线端子的第一输出电压值以及母线电容单元两端的母线电压值；根据目标输出电压值、第一输出电压值、交流电源的实时输入电压值、母线电压值以及第一电流值确定第一占空比；控制逆变桥臂单元的上开关管和下开关管以第一占空比工作。

6、在一实施例中，根据目标输出电压值、第一输出电压值、实时输入电压值、母线电压值以及第一电流值确定第一占空比，包括：获取第一输出电压值和实时输入电压值之间的电压差值得到裂相输出电压；根据目标输出电压值及裂相输出电压获取电压偏差值；对电压偏差值进行偏差调节以得到第一电流参考值；根据第一电流参考值及第一电流值获取第一电流偏差值；对第一电流偏差值进行偏差调节以得到第一电压补偿值；根据第一电压补偿值、裂相输出电压及母线电压值确定第一占空比。

7、在一实施例中，对逆变桥臂单元、整流桥臂单元和公共桥臂单元进行控制，还包括：获取交流电源的输入电流值和母线电容单元两端的母线电压值；获取直流负载的需求电压值；根据需求电压值和母线电压值得到输入电流参考值；根据输入电流参考值、输入电流值以及实时输入电压值得到第二占空比；在实时输入电压值大于零时，控制整流桥臂单元的上开关管以第二占空比工作；在实时输入电压值小于零时，控制整流桥臂单元的下开关管以第二占空比工作。

8、在一实施例中，对逆变桥臂单元、整流桥臂单元和公共桥臂单元进行控制，还包括：获取流经第一电感单元的第一电流值；在第一电流值的绝对值大于输入电流值的绝对值时，控制整流桥臂单元的上开关管和下开关管高频互补导通。

9、在一实施例中，对逆变桥臂单元、整流桥臂单元和公共桥臂单元进行控制，还包括：在第一电流值的绝对值小于输入电流值的绝对值时，在整流桥臂单元的一个开关管以第二占空比工作时，控制另一开关管处于截止状态。

10、本申请第二方面提供一种功率转换设备，包括逆变桥臂单元、整流桥臂单元、公共桥臂单元、第一电感单元、第二电感单元和母线电容单元。逆变桥臂单元的第一端、整流桥臂单元的第一端以及公共桥臂单元的第一端均连接母线电容单元的第一端；逆变桥臂单元的第二端、整流桥臂单元的第二端以及公共桥臂单元的第二端均连接母线电容单元的第二端。逆变桥臂单元的中点连接第一电感单元的第一端，第一电感单元的第二端作为功率转换电路的第一火线端子。整流桥臂单元的中点连接第二电感单元的第一端，第二电感单元的第二端作为功率转换电路的零线端子。公共桥臂单元的中点作为功率转换电路的第二火线端子；第二火线端子用于输入交流电源。控制电路用于执行如上任一项所述的功率转换电路的控制方法。

11、本申请第二方面提供一种储能装置，包括电池模块以及功率转换设备。电池模块作为直流负载与该功率转换设备相连接。

12、本申请提供的功率转换电路的控制方法，首先通过在功率转换电路设置公共桥臂单元、整流桥臂单元及逆变桥臂单元，以在第二火线端子及零线端子连接交流电源时，控制公共桥臂单元、整流桥臂单元及逆变桥臂单元，使得公共桥臂单元、整流桥臂单元与第二电感单元共同形成整流电路，同时使得公共桥臂单元、逆变桥臂单元及第一电感单元共同形成逆变电路，且整流电路用于对输入的交流电进行整流后给连接于母线电容单元两端的直流负载供电，逆变电路用于对母线电容单元存储的直流电进行逆变后为第一交流负载及/或第二交流负载供电。如此，本申请提供的功率转换电路的控制方法，可在第二火线端子及零线端子连接交流电源时，通过简单的电路结构及电路控制即可同时实现整流及裂相逆变功能，从而可同时为直流负载及交流负载供电，可有效降低电路成本，扩大功率转换电路的使用场景，满足客户需求。

技术特征：

1.一种功率转换电路的控制方法，其特征在于，所述功率转换电路包括逆变桥臂单元、整流桥臂单元、公共桥臂单元、第一电感单元、第二电感单元和母线电容单元；所述逆变桥臂单元的第一端、所述整流桥臂单元的第一端以及所述公共桥臂单元的第一端均连接所述母线电容单元的第一端；所述逆变桥臂单元的第二端、所述整流桥臂单元的第二端以及所述公共桥臂单元的第二端均连接所述母线电容单元的第二端；所述逆变桥臂单元的中点连接所述第一电感单元的第一端，所述第一电感单元的第二端作为所述功率转换电路的第一火线端子；所述整流桥臂单元的中点连接所述第二电感单元的第一端，所述第二电感单元的第二端作为所述功率转换电路的零线端子；所述公共桥臂单元的中点作为所述功率转换电路的第二火线端子；所述第二火线端子用于输入交流电源；所述控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，各桥臂单元均包括上开关管和下开关管；所述对所述逆变桥臂单元、所述整流桥臂单元和所述公共桥臂单元进行控制，包括：

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述对所述逆变桥臂单元、所述整流桥臂单元和所述公共桥臂单元进行控制，还包括：

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述逆变桥臂单元的上开关管和下开关管高频互补导通，包括：

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标输出电压值、所述第一输出电压值、实时输入电压值、所述母线电压值以及所述第一电流值确定第一占空比，包括：

6.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述对所述逆变桥臂单元、所述整流桥臂单元和所述公共桥臂单元进行控制，还包括：

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述对所述逆变桥臂单元、所述整流桥臂单元和所述公共桥臂单元进行控制，还包括：

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述对所述逆变桥臂单元、所述整流桥臂单元和所述公共桥臂单元进行控制，还包括：

9.一种功率转换设备，其特征在于，包括功率转换电路以及控制电路，所述功率转换电路包括逆变桥臂单元、整流桥臂单元、公共桥臂单元、第一电感单元、第二电感单元和母线电容单元；所述逆变桥臂单元的第一端、所述整流桥臂单元的第一端以及所述公共桥臂单元的第一端均连接所述母线电容单元的第一端；所述逆变桥臂单元的第二端、所述整流桥臂单元的第二端以及所述公共桥臂单元的第二端均连接所述母线电容单元的第二端；所述逆变桥臂单元的中点连接所述第一电感单元的第一端，所述第一电感单元的第二端作为所述功率转换电路的第一火线端子；所述整流桥臂单元的中点连接所述第二电感单元的第一端，所述第二电感单元的第二端作为所述功率转换电路的零线端子；所述公共桥臂单元的中点作为所述功率转换电路的第二火线端子；所述第二火线端子用于输入交流电源；所述控制电路用于执行如权利要求1至8中任一项所述的功率转换电路的控制方法。

10.一种储能装置，包括电池模块以及如权利要求9所述的功率转换设备，所述电池模块作为直流负载与所述功率转换设备相连接。

技术总结
本申请提供一种功率转换电路的控制方法、功率转换设备及储能装置。该电路包括逆变桥臂单元、整流桥臂单元、公共桥臂单元、第一电感单元、第二电感单元和母线电容单元。该方法包括：控制逆变桥臂单元、整流桥臂单元和公共桥臂单元，使整流桥臂单元、公共桥臂单元与第二电感单元形成整流电路，以对输入交流电整流后给母线电容单元及直流负载供电，及使逆变桥臂单元、公共桥臂单元与第一电感单元形成逆变电路，以对母线电容单元存储的直流电逆变后给第一交流负载及第二交流负载中的至少一个供电。本申请提供的功率转换电路的控制方法，可同时实现整流功能及裂相逆变功能。

技术研发人员：李为汉,滕南君,陈熙,王雷
受保护的技术使用者：深圳市正浩创新科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15