CN108667332A - 一种变频逆变器及其预充电控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例公开一种变频逆变器及其预充电控制方法和装置，涉及电路控制领域，能够为变频逆变器的上桥臂在负载启动时提供稳定的自举电压，同时可以避免瞬间充电电流过大对电路造成不利的影响。该变频逆变器包括：三组相电压输出模块；每组相电压输出模块包括：上桥臂和下桥臂；上桥臂包括：第一电阻、二极管、自举电容、第一PWM芯片、第一晶体管；下桥臂包括：第二PWM芯片、第二晶体管、第二电阻。其中，在变频逆变器向相电压输出端输出启动电压前，第二PWM芯片用于向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电；其中，充电控制信号为PWM信号，充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。本发明实施例应用于电机驱动。

Description

一种变频逆变器及其预充电控制方法和装置
技术领域
本发明的实施例涉及电路控制领域，尤其涉及一种变频逆变器及其预充电控制方法和装置。
背景技术
自举电路通常由自举二极管、自举电容等电子元件组成，自举电路的功能为可以使自举电容的自举电压和电源电压叠加，从而使电压升高。通常，将自举电路应用于负载电机的变频逆变器时，可以实现变频逆变器的单电源供电。在负载电机的启动过程中，自举电路为变频逆变器的上桥臂的正常工作提供自举电压。通常，为了保证负载电机的正常运转，自举电压和电源电压叠加产生的驱动电压需要满足上桥臂的正常工作电压。
传统的自举电容充电方法是变频逆变器的负载电机(如压缩机的电机)受控制开始启动的同时，才开始对自举电路进行充电。这种方法有可能会因为对自举电容充电缓慢，造成驱动电压不能满足上桥臂的正常工作电压，进而导致变频逆变器上桥臂不能正常工作的风险，从而使负载不能正常运转；同时，在启动阶段，控制上桥臂输出持续的低电平以控制晶体管关闭，通过控制下桥臂输出持续的高电平控制晶体管开启连续的为自举电容充电，因此可能由于对自举电容采用连续充电的方式，导致充电瞬间电流过大，对电源造成不利影响。
发明内容
本发明的实施例提供一种变频逆变器及其预充电控制方法和装置，能够为变频逆变器的上桥臂在负载启动时提供稳定的自举电压，同时可以避免瞬间充电电流过大对电路造成不利的影响。
第一方面，提供一种变频逆变器，包括：三组相电压输出模块；其中，每组相电压输出模块包括：上桥臂和下桥臂；上桥臂包括：第一电阻、二极管、自举电容、第一PWM(PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制)芯片、第一晶体管；下桥臂包括：第二PWM芯片、第二晶体管、第二电阻。第一电阻和二极管串联于第一电平端与第一PWM芯片的第一电源引脚之间；自举电容串联于第一电平端与第一PWM芯片的第二电源引脚之间；第一晶体管的栅极连接第一PWM芯片的输出引脚；第一晶体管的源极连接高电平端；第一晶体管的漏极连接相电压输出端。第二PWM芯片的第一电源引脚连接第一电平端，第二PWM芯片的第二电源引脚连接第二电平端；第二晶体管的栅极连接第二PWM芯片的输出引脚；第二晶体管的源极连接相电压输出端；第二电阻串联于第二晶体管的漏极接地端之间。其中，在变频逆变器向相电压输出端输出启动电压前，第二PWM芯片用于向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电，其中充电控制信号为PWM信号，其中充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。
在上述变频逆变器中，包括：三组相电压输出模块；其中，每组相电压输出模块包括：上桥臂和下桥臂；上桥臂包括：第一电阻、二极管、自举电容、第一PWM芯片、第一晶体管；下桥臂包括：第二PWM芯片、第二晶体管、第二电阻。在变频逆变器向相电压输出端输出启动电压前，第二PWM芯片向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电，因此可以实现在变频逆变器向相电压输出端输出启动电压前对变频逆变器上桥臂预充电，另外，由于采用的充电控制信号为PWM信号，相比现有技术采用持续输出大电流为自举电路进行充电，本申请提供的方案能够在变频逆变器向相电压输出端输出启动电压时为变频逆变器的上桥臂提供稳定的自举电压。
第二方面，提供一种变频逆变器的预充电控制方法，包括：控制相电压输出模块的第二PWM芯片向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电；其中，充电控制信号为PWM信号，充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。
第三方面，提供一种变频逆变器的预充电控制装置，包括：控制单元，用于控制相电压输出模块的第二PWM芯片向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电，其中充电控制信号为PWM信号，充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。
可以理解地，上述提供的一种变频逆变器预充电控制方法和装置均用于执行上文所提供的第一方面对应的变频逆变器，因此，其所能达到的有益效果可参考上文第一方面的方法以及下文具体实施方式中对应的方案的有益效果，此处不再赘述。
附图说明
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明的实施例提供的一种变频逆变器的电路原理图；
图2为本发明的实施例提供的一种相电压输出模块的电路原理图；
图3为本发明的实施例提供的一种第一组相电压输出模块的电路原理图；
图4为本发明的实施例提供的一种第二组相电压输出模块的电路原理图；
图5为本发明的实施例提供的一种第三组相电压输出模块的电路原理图；
图6为现有技术提供的一种变频逆变器工作时的上桥臂的第一PWM芯片的引脚IN输入的信号、下桥臂的第二PWM芯片的引脚IN输入的信号以及相电压输出端输出至负载电机的电流的波形图；
图7为本发明的实施例提供的一种变频逆变器工作时的上桥臂的第一PWM芯片的引脚IN输入的信号、下桥臂的第二PWM芯片的引脚IN输入的信号以及相电压输出端输出至负载电机的电流的波形图；
图8为本发明的实施例提供的一种变频逆变器工作时的上桥臂的第一PWM芯片的引脚IN输入的信号、下桥臂的第二PWM芯片的引脚IN输入的信号以及相电压输出端输出至负载电机的电流的展开波形图；
图9为现有技术提供的一种变频逆变器工作时的上桥臂的自举电容的电压以及相电压输出端输出至负载电机的电流的波形图；
图10为本发明的实施例提供的一种变频逆变器工作时的上桥臂的自举电容的电压以及相电压输出端输出至负载电机的电流的波形图；
图11为本发明的实施例提供的一种变频逆变器的预充电控制方法依次在三个周期内输出充电控制信号的波形图；
图12为本发明的实施例提供的一种变频逆变器的预充电控制方法在一个周期内同时输出充电控制信号的波形图；
图13为本发明的实施例提供的一种变频逆变器的预充电控制装置的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
变频逆变器中的晶体管需要稳定的驱动电压，由于变频逆变器的下桥臂的开关器件与低压电源共地，所以低压电源即可为其提供稳定的驱动电压，但上桥臂的开关器件没有与低压电源共地，无法直接由低压电源提供驱动电压，需要自举电路为上桥臂的开关器件提供稳定的驱动电压。如图1，本发明实施例提供一种变频逆变器及周边电路的电路原理图。其中，电阻R1、二极管D1串联于电平端VCC1和PWM芯片101的电源引脚VB之间，自举电容C1串联于电平端VCC1和PWM芯片101的电源引脚VS之间，晶体管VT1的栅极连接PWM芯片101的输出引脚OUT；晶体管VT1的源极连接高电平端P；晶体管VT1的漏极连接相电压输出端W。电阻R2、二极管D2串联于电平端VCC2和PWM芯片102的电源引脚VB之间，自举电容C2串联于电平端VCC2和PWM芯片102的电源引脚VS之间，晶体管VT3的栅极连接PWM芯片102的输出引脚OUT；晶体管VT3的源极连接高电平端P；晶体管VT3的漏极连接相电压输出端V。电阻R3、二极管D3串联于电平端VCC3和PWM芯片103的电源引脚VB之间，自举电容C3串联于电平端VCC3和PWM芯片103的电源引脚VS之间，晶体管VT5的栅极连接PWM芯片103的输出引脚OUT；晶体管VT5的源极连接高电平端P；晶体管VT5的漏极连接相电压输出端U。电阻R4串联于晶体管VT4的漏极和低电平端GND-N，电阻R5串联于晶体管VT6的漏极和低电平端GND-N，电阻R6串联于晶体管VT2的漏极和低电平端GND-N。晶体管VT4的源极连接相电压输出端W，栅极连接PWM芯片104的输出引脚OUT1；晶体管VT6的源极连接相电压输出端V，栅极连接PWM芯片104的输出引脚OUT2；晶体管VT2的源极连接相电压输出端U，栅极连接PWM芯片104的输出引脚OUT3。电容C4和电容C5并联于电平端VCC4和低电平端GND之间。PWM芯片101、102、103、104的串行端口COM并联于低电平端GND。相电压的输出端W、V、U分别连接负载电机的三个输入端子。
需要说明的是，电源电压VCC1与自举电容C1上的自举电压通过PWM芯片101，在VB和VS引脚之间形成电压差为上桥臂的晶体管VT1提供稳定的驱动电压，以确保能够完全地驱动晶体管VT1开通；电源电压VCC2与自举电容C2上的自举电压通过PWM芯片102，在VB和VS引脚之间形成电压差为上桥臂的晶体管VT3提供稳定的驱动电压，以确保能够完全地驱动晶体管VT3开通；电源电压VCC3与自举电容C3上的自举电压通过PWM芯片103，在VB和VS引脚之间形成电压差为上桥臂的晶体管VT5提供稳定的驱动电压，以确保能够完全地驱动晶体管VT5开通；当然VCC1、VCC2、以及VCC3可以由同一个电源提供。
在负载电机的启动过程中，分别通过PWM芯片101的输入引脚IN接收PWM信号Wp，通过PWM芯片102的输入引脚IN接收PWM信号Vp，通过PWM芯片103的输入引脚IN接收PWM信号Up，通过PWM芯片104的三个输入引脚IN1、IN2、IN3分别接收PWM信号Wn、Vn、Un。PWM信号Wp、Vp、Up以及Wn、Vn、Un可以由单片机输出。
其中，上桥臂的PWM信号Wp控制PWM芯片101将驱动电压输出至晶体管VT1的栅极使得VT1开通或关断，上桥臂的PWM信号Vp控制PWM芯片102将驱动电压输出至晶体管VT3的栅极使得VT3开通或关断，上桥臂的的PWM信号Up控制PWM芯片103将驱动电压输出至晶体管VT5的栅极使得VT5开通或关断；下桥臂的PWM信号Wn控制PWM芯片104将驱动电压输出至晶体管VT4的栅极使得VT4开通或关断，下桥臂的PWM信号Vn控制PWM芯片104将驱动电压输出至晶体管VT6的栅极使得VT6开通或关断，下桥臂的PWM信号Wn控制PWM芯片104将驱动电压输出至晶体管VT2的栅极使得VT2开通或关断。
基于上述的变频逆变器，本申请的实施例提供一种变频逆变器的充电方式，如图2所示，本发明实施例提供一种变频逆变器，包括：三组相电压输出模块；其中，每组相电压输出模块20包括：上桥臂和下桥臂；上桥臂包括：第一电阻Rx、二极管D、自举电容C、第一PWM芯片201、第一晶体管VTx；下桥臂包括：第二PWM芯片202、第二晶体管VTy、第二电阻Ry。
第一电阻Rx和二极管D串联于第一电平端VCC与第一PWM芯片的第一电源VB引脚之间；自举电容C串联于第一电平端VCC与第一PWM芯片的第二电源引脚VS之间；第一晶体管VTx的栅极连接第一PWM芯片的输出引脚OUT；第一晶体管VTx的源极连接高电平端P；第一晶体管VTx的漏极连接相电压输出端W/V/U。
第二PWM芯片202的第一电源引脚VDD连接第一电平端VCC，第二PWM芯片202的第二电源引脚COM连接第二电平端GND；第二晶体管VTy的栅极连接第二PWM芯片的输出引脚OUT；第二晶体管VTy的源极连接相电压输出端W/V/U；第二电阻Ry串联于第二晶体管VTy的漏极和接地端GND-N之间。
具体的，如图3，第一组相电压输出模块20-1包括：上桥臂和下桥臂；上桥臂包括：第一电阻R1、二极管D1、自举电容C1、第一PWM芯片101、第一晶体管VT1；下桥臂包括：第二PWM芯片104、第二晶体管VT2，第二电阻R4。
第一电阻R1和二极管D1串联于第一电平端VCC与第一PWM芯片101的第一电源引脚VB之间；自举电容C1串联于第一电平端VCC与第一PWM芯片101的第二电源引脚VS之间；第一晶体管VT1的栅极连接第一PWM芯片101的输出引脚OUT；第一晶体管VT1的源极连接高电平端P；第一晶体管VT1的漏极连接相电压输出端W。
第二PWM芯片104的第一电源引脚VDD连接第一电平端VCC，第二PWM芯片104的第二电源引脚COM连接第二电平端GND；第二晶体管VT4的栅极连接第二PWM芯片104的输出引脚OUT；第二晶体管VT4的源极连接相电压输出端W；第二电阻R4串联于第二晶体管VT4的漏极和接地端GND-N之间。
如图4，第二组相电压输出模块20-2包括：上桥臂和下桥臂；上桥臂包括：第一电阻R2、二极管D2、自举电容C2、第一PWM芯片102、第一晶体管VT3；下桥臂包括：第二PWM芯片104、第二晶体管VT6，第二电阻R5。
如图5，第三组相电压输出模块20-3包括：上桥臂和下桥臂；上桥臂包括：第一电阻R3、二极管D3、自举电容C3、第一PWM芯片103、第一晶体管VT5；下桥臂包括：第二PWM芯片104、第二晶体管VT2，第二电阻R6。
需要说明的是，第二组相电压输出模块20-2和第三组相电压输出模块20-3的元器件的连接方式与第一组相电压输出模块20-1的元器件的连接方式均相同，这里不再赘述。
如图2，在变频逆变器向相电压输出端输出启动电压前，第二PWM芯202用于向第二晶体管VTy输出充电控制信号，以向自举电容C充电，其中，充电控制信号为PWM信号，这样，基于下桥臂对控制第二晶体管VTy的控制原理，控制第二PWM芯片202将充电控制信号输出至第二晶体管VTy的栅极使得VTy开通或关断。
另外，第二PWM芯片202的输入引脚IN连接单片机10，第二PWM芯片用于接收单片机10发送的预置信号Wm/Vm/Um，预置信号Wm/Vm/Um为PWM信号，根据预置信号生成充电控制信号。
需要说明的是，预置信号Wm/Vm/Um可以对三组相电压输出模块中的第二晶体管同时进行控制，也可以依次进行控制，具体的实现方式将在下面的一种变频逆变器的预充电控制方法中详细描述，这里不作具体说明。
为了更好的说明，示例性的，如图6所示，现有技术提供的一种变频逆变器工作时的上桥臂的第一PWM芯片的引脚IN输入的信号、下桥臂的第二PWM芯片的引脚IN输入的信号以及相电压输出端输出至负载电机的电流的波形图。其中，①通道表示上桥臂的第一PWM芯片101的引脚IN(其中第一PWM芯片102的引脚IN、第一PWM芯片103的引脚IN与第一PWM芯片101的引脚IN的信号波形类似，三者仅存在固定相位差，不再示出)的波形，③通道表示下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN1输入的信号(其中第二PWM芯片104的引脚IN2输入的信号、第二PWM芯片104的引脚IN3输入的信号与第二PWM芯片104的引脚IN1输入的信号波形类似，三者仅存在固定相位差，不再示出)，④通道表示相电压输出端W输出至负载电机的电流的波形。横轴表示时间，①③通道纵轴表示电压v幅值，④通道纵轴表示电流i幅值。上桥臂的第一PWM芯片101的引脚IN输入的信号在t1～t3时刻为默认持续低电平；下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN1输入的信号在t1～t3时刻为默认持续高电平。自举电容C1自t1开始充电，t2时刻自举电容充电完成；t1～t3为对自举电容C1的预充电阶段，t3时刻开始上桥臂的第一PWM芯片101的引脚IN输入PWM信号Wp，下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN1输入的信号PWM信号Wn，负载电机正常运转；同理，t3时刻开始上桥臂的第一PWM芯片102的引脚IN输入PWM信号Vp，下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN2输入的信号PWM信号Vn；t3时刻开始上桥臂的第一PWM芯片103的引脚IN输入PWM信号Up，下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN3输入的信号PWM信号Un。其中，由通道④可以看出，由于自举电容充电的同时负载电机启动，在t1时刻，负载电机的电流开始增大，在t2时刻增大至最大值i1，并在t2～t3时刻保持恒定的最大值i1，因此在启动的最初阶段，自举电容提供的电压存在一个上升的阶段，并不能马上满足上桥臂的正常工作电压的需求。而在t1～t3阶段采用连续充电的方式对自举电容充电，可能导致充电瞬间电流过大，对电源造成不利影响。从t3时刻开始，负载电机开始正常转动，负载电机的电流随着相电压的输出端W、V、U的相序以及负载电机的转速进行相应的变化。
如图7所示，本发明实施例提供了一种变频逆变器工作时的上桥臂的第一PWM芯片的引脚IN输入的信号、下桥臂的第二PWM芯片的引脚IN输入的信号以及相电压输出端输出至负载电机的电流的波形图。其中，①通道表示上桥臂的第一PWM芯片101的引脚IN(其中第一PWM芯片102的引脚IN、第一PWM芯片103的引脚IN与第一PWM芯片101的引脚IN的信号波形类似，三者仅存在固定相位差，不再示出)的波形，②通道表示下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN1输入的信号(其中第二PWM芯片104的引脚IN2输入的信号、第二PWM芯片104的引脚IN3输入的信号与第二PWM芯片104的引脚IN1输入的信号波形类似，三者仅存在固定相位差，不再示出)，④通道表示相电压输出端W输出至负载电机的电流的波形。横轴表示时间，①②通道纵轴表示电压v幅值，④通道纵轴表示电流i幅值。上桥臂的第一PWM芯片101的引脚IN输入的信号在t1～t2时刻持续为低电平，下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN1输入的信号在t1时刻为预置信号Wm，其中预置信号Wm为PWM信号；自举电容C1自t1开始充电；t2时刻开始上桥臂的第一PWM芯片101的引脚IN输入PWM信号Wp，下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN1输入的信号PWM信号Wn，负载电机开始启动；在一种示例性的方案中，阈值信号Wm可以采用与PWM信号Wn相同的波形，这样只需要，Wn比Wp信号提前输入即可。同理，t2时刻开始，上桥臂的第一PWM芯片102的引脚IN输入PWM信号Vp；t1时刻开始，下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN2输入PWM信号Vm，t2时刻开始，下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN2输入PWM信号Vn。t2时刻开始，上桥臂的第一PWM芯片103的引脚IN输入PWM信号Up；t1时刻开始，下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN3输入PWM信号Um；t2时刻开始，下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN3输入PWM信号Un。其中，由通道④可以看出，由于自举电容预充电时负载电机不启动，在t1～t2时刻，负载电机的电流为0。从t2时刻开始，负载电机开始正常转动，负载电机的电流随着相电压的输出端W、V、U的相序以及负载电机的转速进行相应的变化。
另外，图8为图7本发明实施例提供了一种变频逆变器在对自举电容充电阶段时，上桥臂的第一PWM芯片的引脚IN输入的信号、下桥臂的第二PWM芯片的引脚IN输入的信号以及相电压输出端输出至负载电机的电流的展开波形图。其中，①通道表示上桥臂的第一PWM芯片101的引脚IN(其中第一PWM芯片102的引脚IN、第一PWM芯片103的引脚IN与第一PWM芯片101的引脚IN的信号波形类似，三者仅存在固定相位差，不再示出)的波形，②通道表示下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN1输入的信号(其中第二PWM芯片104的引脚IN2输入的信号、第二PWM芯片104的引脚IN3输入的信号与第二PWM芯片104的引脚IN1输入的信号波形类似，三者仅存在固定相位差，不再示出)，④通道表示相电压输出端W输出至负载电机的电流的波形。横轴表示时间，①②通道纵轴表示电压v幅值，④通道纵轴表示电流i幅值。上桥臂的第一PWM芯片101的引脚IN输入的信号在图8中示出阶段为持续低电平，下桥臂的第二PWM芯片104的引脚IN1输入的信号为PWM信号Wm，在t1～t2时刻为高电平，t2～t3时刻为低电平，由于上桥臂控制的晶体管并不导通，因此负载电机在图8示出阶段并不启动。自举电容C1自t1开始充电，t2时刻自举电容停止充电，t3时刻开始充电，依次循环，直至自举电容充电C1完成(其中，自举电容C2和C3的充电过程与自举电容C1相同，不在示出)，从而实现PWM控制。其中由通道④看出由于上桥臂无信号输入，负载电机的电流在图8中所示阶段为0。
如图9所示，现有技术提供的一种变频逆变器工作时的上桥臂的自举电容的电压以及相电压输出端输出至负载电机的电流的波形图。其中，①通道表示上桥臂自举电容C1的电压(其中上桥臂自举电容C2的电压的波形、上桥臂自举电容C3的电压的波形与上桥臂自举电容C1的电压的波形类似，不再示出)的波形，④通道表示相电压输出端W输出至负载电机的电流的波形。横轴表示时间，①通道纵轴表示电压v幅值，④通道纵轴表示电流i幅值。上桥臂自举电容C1自t1时刻开始充电，t2时刻自举电容C1充电完成；t1～t3为对自举电容C1的充电阶段，自举电容t3时刻放电，自举电容C1开始放电，并开始执行放电-充电的循环过程；负载电机在t1时刻开始启动，在t3时刻负载电机正常运转。其中，负载电机的电流变化与图6中描述的负载电机的电流变化相同，这里不再赘述。
如图10所示，本发明实施例提供了一种变频逆变器工作时的上桥臂的自举电容的电压以及相电压输出端输出至负载电机的电流的波形图。其中，①通道表示上桥臂自举电容C1的电压(其中上桥臂自举电容C2的电压的波形、上桥臂自举电容C3的电压的波形与上桥臂自举电容C1的电压的波形类似，不再示出)的波形，④通道表示相电压输出端W输出至负载电机的电流的波形。横轴表示时间，①通道纵轴表示电压v幅值，④通道纵轴表示电流i幅值。上桥臂自举电容C1自t1时刻开始充电，t1～t2为对自举电容C1的预充电阶段，t2时刻开始，自举电容开始放电，并开始执行放电-充电的循环过程；负载电机自t2时刻开始启动。其中，负载电机的电流变化与图7中描述的负载电机的电流变化相同，这里不再赘述。
参照图6、图7、图9和图10所示，根据图6中提供的一种传统的变频逆变器工作时的上桥臂的第一PWM芯片的引脚IN输入的信号、下桥臂的第二PWM芯片的引脚IN输入的信号的波形图以及负载电机的启动方式，获得图9中上桥臂的自举电容的电压以及负载电机的启动方式的波形图。相对于根据图7中提供的一种变频逆变器工作时的上桥臂的第一PWM芯片的引脚IN输入的信号、下桥臂的第二PWM芯片的引脚IN输入的信号的波形图以及负载电机的启动方式，获得图10中上桥臂的自举电容的电压的波形图以及负载电机的启动方式的波形图。图9中上桥臂的自举电容的电压的波形以及相电压输出端输出至负载电机的电流的波形的波动更大。因此本申请提供的一种变频逆变器可以实现在变频逆变器向相电压输出端输出启动电压前对变频逆变器上桥臂预充电，另外，本申请采用的充电控制信号为PWM信号，相比现有技术采用持续输出大电流为自举电路进行充电，能够在变频逆变器向相电压输出端输出启动电压时为变频逆变器的上桥臂提供稳定的自举电压。
本发明实施例提供一种变频逆变器的预充电控制方法，包括：控制相电压输出模块的第二PWM芯片向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电；其中，充电控制信号为PWM信号，充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。
在一种示例性的方案中，可以依次对控制相电压输出模块的第二PWM芯片向第二PWM芯片输出充电控制信号，包括：依次在三个周期内，分别控制三组相电压输出模块的第二PWM芯片向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电，其中充电控制信号为PWM信号，充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。
具体的，如图11所示，结合图3、图4、图5所示，单片机10依次向第二PWM芯片104输入第一预置信号Wm、第二预置信号Vm、第三预置信号Um，控制相电压输出模块的第二PWM芯片104向第二晶体管VT4、VT6、VT2输出相应的充电控制信号，从而依次控制下桥臂第二晶体管VT4、VT6、VT2的导通或关断，如图11所示，第一预置信号Wm的第一个脉冲在T1开始，在T2结束；第二预置信号Vm的第一个脉冲在T2开始，在T3结束；第三预置信号Um的第一个脉冲在T4开始，在T4结束；第一预置信号Wm的第二个脉冲在T4开始，如此循环。
在一种示例性的方案中，控制相电压输出模块的第二PWM芯片向第二PWM芯片输出充电控制信号，包括：在一个周期内，同时控制三组相电压输出模块的第二PWM芯片向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电，其中充电控制信号为PWM信号，充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。
具体的，如图12所示，结合图3、图4、图5所示，单片机10同时向第二PWM芯片104输入第一预置信号Wm、第二预置信号Vm、第三预置信号Um，控制相电压输出模块的第二PWM芯片104向第二晶体管VT4、VT6、VT2输出相应的充电控制信号，从而同时控制下桥臂第二晶体管VT4、VT6、VT2的导通或关断。如图12所示，第一预置信号Wm、第二预置信号Vm、第三预置信号Um的第一个脉冲均于T1开始，在T2结束；第一预置信号Wm、第二预置信号Vm、第三预置信号Um的第二个脉冲均于T3开始，在T4结束，如此循环。
在一种示例性的方案中，向第二PWM芯片发送预置信号，预置信号为PWM信号，以便第二PWM芯片根据预置信号生成充电控制信号。
需要说明的是，该方法实施例涉及的内容以及实现的技术效果是对上述变频逆变器中第二PWM信号对三组相电压输出模块中的第二晶体管控制方式的补充，可以直接援引上述变频逆变器的结构的描述。
本发明实施例提供一种变频逆变器的预充电控制装置，如图13，包括：控制单元101，用于控制相电压输出模块的第二PWM芯片向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电，其中充电控制信号为PWM信号，充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。
在一种示例性的方案中，控制单元101，具体用于依次在三个周期内，分别控制三组相电压输出模块的第二PWM芯片向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电，其中充电控制信号为PWM信号，充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。
在一种示例性的方案中，控制单元101，具体用于在一个周期内，同时控制三组相电压输出模块的第二PWM芯片向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电，其中充电控制信号为PWM信号，充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。
在一种示例性的方案中，预充电控制装置还包括发送单元102，用于向第二PWM芯片发送预置信号，预置信号为PWM信号，以便第二PWM芯片根据预置信号生成充电控制信号。
该预充电装置可以为单片机、FPGA(现场可编程门阵列，Field ProgrammableGate Array)、MCU(微控制单元，Microcontroller Unit)等具有逻辑运算能力的集成电路或芯片。
其中，上述方法实施例涉及的内容以及实现的技术效果可以直接援引装置实施例中对应的功能模块中的描述，具体不再赘述。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种变频逆变器，其特征在于，包括：三组相电压输出模块；其中，每组相电压输出模块包括：上桥臂和下桥臂；所述上桥臂包括：第一电阻、二极管、自举电容、第一PWM芯片、第一晶体管；所述下桥臂包括：第二PWM芯片、第二晶体管、第二电阻；
所述第一电阻和二极管串联于第一电平端与所述第一PWM芯片的第一电源引脚之间；所述自举电容串联于第一电平端与所述第一PWM芯片的第二电源引脚之间；所述第一晶体管的栅极连接所述第一PWM芯片的输出引脚；所述第一晶体管的源极连接高电平端；所述第一晶体管的漏极连接相电压输出端；
所述第二PWM芯片的第一电源引脚连接所述第一电平端，所述第二PWM芯片的第二电源引脚连接第二电平端；所述第二晶体管的栅极连接所述第二PWM芯片的输出引脚；所述第二晶体管的源极连接相电压输出端；所述第二电阻串联于第二晶体管的漏极接地端之间；
其中，在所述变频逆变器向所述相电压输出端输出启动电压前，所述第二PWM芯片用于向所述第二晶体管输出充电控制信号，以向所述自举电容充电；其中，所述充电控制信号为PWM信号，所述充电控制信号用于控制所述第二晶体管的导通或关断。
2.根据权利要求1所述的变频逆变器，其特征在于，包括：所述第二PWM芯片的输入引脚连接单片机，
所述第二PWM芯片用于接收单片机发送的预置信号，所述预置信号为PWM信号，根据所述预置信号生成所述充电控制信号。
3.一种如权利要求1或2所述的变频逆变器的预充电控制方法，其特征在于，包括：
控制相电压输出模块的第二PWM芯片向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电；其中，充电控制信号为PWM信号，充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制相电压输出模块的第二PWM芯片向第二PWM芯片输出充电控制信号，包括：
依次在三个周期内，分别控制三组所述相电压输出模块的所述第二PWM芯片向所述第二晶体管输出所述充电控制信号，以向所述自举电容充电，其中所述充电控制信号为PWM信号，所述充电控制信号用于控制所述第二晶体管的导通或关断。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制相电压输出模块的第二PWM芯片向第二PWM芯片输出充电控制信号，包括：
在一个周期内，同时控制三组所述相电压输出模块的所述第二PWM芯片向所述第二晶体管输出所述充电控制信号，以向所述自举电容充电，其中所述充电控制信号为PWM信号，所述充电控制信号用于控制所述第二晶体管的导通或关断。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
向所述第二PWM芯片发送预置信号，所述预置信号为PWM信号，以便所述第二PWM芯片根据所述预置信号生成所述充电控制信号。
7.一种如权利要求1或2所述的变频逆变器的预充电控制装置，其特征在于，包括：
控制单元，用于控制相电压输出模块的第二PWM芯片向第二晶体管输出充电控制信号，以向自举电容充电，其中充电控制信号为PWM信号，所述充电控制信号用于控制第二晶体管的导通或关断。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述控制单元，具体用于依次在三个周期内，分别控制三组所述相电压输出模块的所述第二PWM芯片向所述第二晶体管输出所述充电控制信号，以向所述自举电容充电，其中所述充电控制信号为PWM信号，所述充电控制信号用于控制所述第二晶体管的导通或关断。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述控制单元，具体用于在一个周期内，同时控制三组所述相电压输出模块的所述第二PWM芯片向所述第二晶体管输出所述充电控制信号，以向所述自举电容充电，其中所述充电控制信号为PWM信号，所述充电控制信号用于控制所述第二晶体管的导通或关断。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
发送单元，用于向所述第二PWM芯片发送预置信号，所述预置信号为PWM信号，以便所述第二PWM芯片根据所述预置信号生成所述充电控制信号。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109546916A (zh) * 2018-11-27 2019-03-29 东莞市深鹏电子有限公司 永磁同步电机自举电容充电控制装置及其控制方法
CN112290783A (zh) * 2020-08-31 2021-01-29 海信（山东）空调有限公司 一种空调器和ipm模块自举电路预充电控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080290841A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Richtek Technology Corporation Charging Circuit for Bootstrap Capacitor and Integrated Driver Circuit Using Same
CN201490887U (zh) * 2009-08-19 2010-05-26 中山火炬职业技术学院 一种实用的逆变驱动电路的高端供电模块
CN103259468A (zh) * 2012-02-18 2013-08-21 日本电产高科电机株式会社 马达驱动电路以及具有该马达驱动电路的马达单元
CN104410264A (zh) * 2014-11-25 2015-03-11 四川长虹欣锐科技有限公司 变频器逆变桥启动控制方法
CN105391349A (zh) * 2015-10-29 2016-03-09 四川长虹电器股份有限公司 一种变频控制器预充电控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080290841A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Richtek Technology Corporation Charging Circuit for Bootstrap Capacitor and Integrated Driver Circuit Using Same
CN201490887U (zh) * 2009-08-19 2010-05-26 中山火炬职业技术学院 一种实用的逆变驱动电路的高端供电模块
CN103259468A (zh) * 2012-02-18 2013-08-21 日本电产高科电机株式会社 马达驱动电路以及具有该马达驱动电路的马达单元
CN104410264A (zh) * 2014-11-25 2015-03-11 四川长虹欣锐科技有限公司 变频器逆变桥启动控制方法
CN105391349A (zh) * 2015-10-29 2016-03-09 四川长虹电器股份有限公司 一种变频控制器预充电控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109546916A (zh) * 2018-11-27 2019-03-29 东莞市深鹏电子有限公司 永磁同步电机自举电容充电控制装置及其控制方法
CN112290783A (zh) * 2020-08-31 2021-01-29 海信（山东）空调有限公司 一种空调器和ipm模块自举电路预充电控制方法

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