CN117811325A - 一种逆变器的控制电路 - Google Patents
一种逆变器的控制电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117811325A CN117811325A CN202311868002.8A CN202311868002A CN117811325A CN 117811325 A CN117811325 A CN 117811325A CN 202311868002 A CN202311868002 A CN 202311868002A CN 117811325 A CN117811325 A CN 117811325A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transistor
- pulse width
- signal
- square wave
- waveform signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 9
- 230000003797 telogen phase Effects 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本申请公开了一种逆变器的控制电路,该逆变器控制电路包括:数字信号处理模块,用于基于正弦波信号生成第一方波信号和第二方波信号;其中,所述正弦波信号包括多个信号段,所述第一方波信号的脉宽与所述正弦波信号中对应信号段的平均电压相关,所述第二方波信号的电压与所述正弦波信号的极性相关;编程模块,用于基于所述第一方波信号和所述第二方波信号,生成所述逆变器对应的脉宽调制波形信号,基于所述脉宽调制波形信号,控制所述逆变器的状态。基于该控制方法控制逆变器,能够有效的简化数字信号处理模块在控制节拍内的计算量,且数字信号处理模块生成的第一方波信号和第二方波信号可兼容不同逆变器。
Description
技术领域
本申请涉及电子技术领域,更具体的说,涉及一种逆变器的控制电路。
背景技术
绝缘栅双极晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor,简称:IGBT)是用于开通和关断高电压大电流的快速开关,是电机驱动、不间断电源(UPS)、储能能量转换系统(PCS)、直流输电等领域中最重要的电力电子元器件。目前,大多数的应用场合下,都是由数字信号处理器输出脉冲宽度调制波形信号,也就是数字信号处理器计算得到的控制量是正弦波,然后根据硬件是两电平或者三电平拓扑,计算输出的脉冲宽度调制波形。现有的脉冲宽度调制发波部分,主要都是靠数字信号处理器内部的定时器做一个锯齿波或者三角波计数,然后通过比较值与锯齿波或者三角波对比,来输出高或者低电平。通过调整比较值,就可以调整输出的脉冲宽度,但对于三电平而言,使用数字信号处理器来控制脉冲宽度调制发波,很难保证脉冲宽度调制时序之间的相互关联,并且数字信号处理器由于是靠程序执行来改变脉冲宽度调制输出,可能内部运行的代码、执行的中断响应等突发事件,均会影响到数字信号处理器对脉冲宽度调制发波的控制。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种逆变器的控制电路,所述控制电路包括:
数字信号处理模块,用于基于正弦波信号生成第一方波信号和第二方波信号;其中,所述正弦波信号包括多个信号段,所述第一方波信号的脉宽与所述正弦波信号中对应信号段的平均电压相关,所述第二方波信号的电压与所述正弦波信号的极性相关;
编程模块,用于基于所述第一方波信号和所述第二方波信号,生成所述逆变器对应的脉宽调制波形信号,基于所述脉宽调制波形信号,控制所述逆变器的状态。
优选的,在上述的控制电路中,所述逆变器中包括多个晶体管;
所述编程模块用于同时生成多个所述晶体管的脉宽调制波形信号。
优选的,在上述的控制电路中,所述控制电路还包括:
隔离驱动模块,用于基于所述编程模块生成的所述脉宽调制波形信号生成驱动信号,所述驱动信号用于控制所述逆变器的状态;
保护模块,用于在所述晶体管的电流大于设定阈值时,为所述编程模块提供反馈信号,所述编程模块基于所述反馈信号控制所述晶体管的关断。
优选的,在上述的控制电路中,当所述第二方波信号为第一电压时,所述编程模块基于所述第一方波信号生成对应所述正弦波中正半波的脉宽调制波形信号;
当所述第二方波信号为第二电压时,所述编程模块基于所述第一方波信号生成对应所述正弦波中负半波的脉宽调制波形信号;
所述第一电压大于所述第二电压。
优选的,在上述的控制电路中,所述逆变器包括第一晶体管和第二晶体管,所述编程模块用于生成控制所述第一晶体管的第一脉宽调制波形信号和控制所述第二晶体管的第二脉宽调制波形信号;
当所述第二方波信号为所述第一电压时,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第一脉宽调制波形信号的相位相反;
当所述第二方波信号为第二电压时,所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第二脉宽调制波形信号的相位相反。
优选的,在上述的控制电路中,所述逆变器包括:作为上桥电路的第一晶体管、作为下桥电路的第二晶体管和作为零电平回路的第三晶体管和第四晶体管,其中,所述三晶体管和所述四晶体管串联在所述第一晶体管和所述第二晶体管之间;
所述编程模块用于生成控制所述第一晶体管的第一脉宽调制波形信号,控制所述第二晶体管的第二脉宽调制波形信号,控制所述第三晶体管的第三脉宽调制波形信号,控制所述第四晶体管的第四脉宽调制波形信号;
其中,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第四脉宽调制波形信号的相位相反;所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第三脉宽调制波形信号的相位相反。
优选的,在上述的控制电路中,当所述第二方波信号为所述第一电压时,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第二脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制所述第二晶体管关断;
当所述第二方波信号为第二电压时,所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第一脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第一晶体管关断。
优选的,在上述的控制电路中,所述逆变器包括:作为上桥电路的第一晶体管、作为下桥电路的第二晶体管和作为零电平回路的第三晶体管和第四晶体管,其中,所述第一晶体管连接在正极输入端与输出端之间,所述第二晶体管连接在负极输入端与所述输出端之间,所述第三晶体管和所述第四晶体管连接在接地端与所述输出端之间;
所述编程模块用于生成控制所述第一晶体管的第一脉宽调制波形信号,控制所述第二晶体管的第二脉宽调制波形信号,控制所述第三晶体管的第三脉宽调制波形信号,控制所述第四晶体管的第四脉宽调制波形信号;
其中,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第四脉宽调制波形信号的相位相反;所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第三脉宽调制波形信号的相位相反。
优选的,在上述的控制电路中,当所述第二方波信号为所述第一电压时,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第二脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制所述第二晶体管关断;
当所述第二方波信号为第二电压时,所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第一脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第一晶体管关断。
优选的,在上述的控制电路中,所述逆变器包括:作为上桥电路的第一晶体管、作为下桥电路的第二晶体管、作为零电平回路的第三晶体管和第四晶体管和作为钳位电路的第五晶体管和第六晶体管,其中,所述三晶体管和所述四晶体管串联在所述第一晶体管和所述第二晶体管之间;串联的所述第五晶体管和第六晶体管与所述零电平回路并联;
所述编程模块用于生成控制所述第一晶体管的第一脉宽调制波形信号,控制所述第二晶体管的第二脉宽调制波形信号,控制所述第三晶体管的第三脉宽调制波形信号,控制所述第四晶体管的第四脉宽调制波形信号,控制所述第五晶体管的第五脉宽调制波形信号,控制所述第六晶体管的第六脉宽调制波形信号;
其中,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第四脉宽调制波形信号的相位相反;所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第三脉宽调制波形信号的相位相反。
优选的,在上述的控制电路中,当所述第二方波信号为所述第一电压时,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第二脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制所述第二晶体管关断;
当所述第二方波信号为所述第二电压时,所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第一脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第一晶体管关断。
优选的,在上述的控制电路中,所述第六晶体管用于当所述第二方波信号为所述第一电压时,钳位所述第四晶体管和所述第二晶体管的电压,使得所述第四晶体管的电压与所述第二晶体管的电压相等。
优选的,在上述的控制电路中,当所述第二方波信号为第一电压,且与所述第三晶体管并联的续流二极管续流时,所述第五脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,其余阶段的相位与所述第一方波信号的相位相反,在所述第一晶体管的死区时间和所述第六晶体管的死区时间,所述第六脉宽调制波形信号为低电平,控制所述第六晶体管关断,其余阶段所述第六脉宽调制波形信号为高电平,控制所述第六晶体管导通。
优选的,在上述的控制电路中,所述第五晶体管用于当所述第二方波信号为所述第二电压时,钳位所述第一晶体管和所述第三晶体管的电压,使得所述第一晶体管的电压与所述第三晶体管的电压相等。
优选的,在上述的控制电路中,当所述第二方波信号为第二电压,且与所述第四晶体管并联的续流二极管续流时,所述第六脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,其余阶段的相位与所述第一方波信号的相位相反,在所述第二晶体管的死区时间和所述第五晶体管的死区时间,所述第五脉宽调制波形信号为低电平,控制所述第五晶体管关断,其余阶段所述第五脉宽调制波形信号为高电平,控制所述第五晶体管导通。
基于上述可知,本申请提出了一种逆变器的控制电路,该逆变器控制电路包括:数字信号处理模块,用于基于正弦波信号生成第一方波信号和第二方波信号;编程模块,用于基于第一方波信号和第二方波信号生成逆变器对应的脉宽调制波形信号,以基于该脉宽调制波形信号控制逆变器的状态。基于该控制方法控制逆变器,能够有效的简化数字信号处理模块在控制节拍内的计算量,且数字信号处理模块生成的第一方波信号和第二方波信号可兼容不同逆变器;另外,基于编程模块生成逆变器对应的脉宽调制波形信号时,可严格保证时序,在该编程模块中可基于设置参数调节逆变器中的死区时间,且当逆变器中出现过流现象时,编程模块可实现逆变器中对应拓扑的关断逻辑,其响应速度不受中断的影响,还可基于设置参数,选择输出的脉宽调制波形信号用于控制二电平逆变器还是三电平逆变器。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本申请可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本申请所揭示的技术内容涵盖的范围内。
图1为I型中点钳位逆变器的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种逆变器控制电路的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种逆变器控制电路控制图1所示逆变器时生成的脉宽调制波形图;
图4为基于本申请实施例提供的逆变器控制电路控制的一种逆变器的结构示意图;
图5为基于本申请实施例提供的逆变器控制电路控制的另一种逆变器的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种逆变器控制电路控制图5所示逆变器时生成的脉宽调制波形图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
早期的逆变器一般使用两电平拓扑,也就是逆变器中的绝缘栅双极晶体管输出只能是VDC+或者VDC-两种开关状态,目前像电焊机,汽车电驱等,还都是以两电平为主。两电平的好处是控制简单,缺点是谐波大,感性元器件尺寸大,所以一般在电机领域还会继续使用。而电能质量治理,储能变流器等领域,对谐波要求比较高,同时对感性元器件的尺寸也比较敏感,因此近几年已经是以三电平为主流。三电平拓扑除了能输出VDC+和VDC-之外,还能输出VDC0,也就是多了一个零电平。在同样的母线电压下,三电平的dv/dt比两电平小,输出的波形会更接近正弦波,谐波含量会更小,对感性元器件的体积要求也更小。
三电平逆变器拓扑,主流的方式有I型中点钳位逆变器(I-NPC),T型中点钳位逆变器(T-NPC),有源中点钳位逆变器(A-NPC)等三种方式,相比于两电平逆变器只有2个晶体管,三电平的I型和T型,需要4个晶体管,而A-NPC则需要6个晶体管,使得三电平逆变器控制起来比两电平逆变器复杂很多。
电力电子中最重要的控制就是把正弦波通过对应宽度的脉冲来实现,这样可以使电力电子开关工作于饱和状态,具有极高的效率。不管是两电平还是三电平技术,所要实现的正弦波是一致的,都包含正半波和负半波信号。对于正半波峰值信号,两电平方式使用脉冲宽度调制中的最大脉宽来表示,三电平通过脉冲宽度调制中的最大正脉宽来表示。对于负半波峰值信号,两电平使用最小脉宽来表示,三电平使用最大负脉宽来表示。
两电平和三电平,具有不同数量的开关管,并且对于同样的正弦波电压值,对应的脉冲宽度调制信号中输出脉宽也不一致。两电平相对比较简单些,通过脉宽从0到100%来表示正弦波的电压值从负峰值到正峰值,正弦波电压为0时,脉宽为50%,两电平的时候,上下两个晶体管是互补开通的。
对于三电平拓扑,至少包含4个晶体管,输出的电压,有DC+,0,DC-三种状态。当正弦波在正半波时,脉冲宽度调制信号控制4个晶体管中的上桥臂管子,使脉冲宽度调制信号中的脉宽在0到100%之间变化,表示正弦波从0到正峰值之间变化。当正弦波在负半波时,脉冲宽度调制信号控制下桥臂的管子,使脉冲宽度调制信号中的脉宽在0到100%之间变化,表示正弦波从0到负峰值之间变化。
因此,对于需要实现的正弦波信号,不管两电平还是三电平都是一样的。而两电平和三电平的区别在于控制不同的晶体管的脉冲方式不一样,而对于数据信号处理器内部的算法,最终得到的控制量都是基于正弦波标幺化的,因此实际应用中的最后一个环节就是将标幺化的正弦波与两电平或者三电平拓扑的使脉冲宽度调制的控制逻辑对应起来即可。
目前,大多数的应用场合下,都是由数字信号处理器输出脉冲宽度调制波形信号,但现有生成脉冲宽度调制波形信号的方法对于两电平来说比较容易,但是对于三电平,其中存在续流,或者零电平换流回路切换,会有一些晶体管只需要一些窄脉冲,而不是与正弦波值一一对应的。只有主回路的脉冲宽度是与正弦波值对应的。这样就增加了数字信号处理器控制的复杂度,以及与硬件定时器的配合的复杂度。且在三电平拓扑时,零电平换流回路,会先经历一个上管或者下管的关断死区,然后才会导通零电平回路中的晶体管。这个关断死区是很窄的脉冲,与正弦波值并不成正比。另外,当三电平逆变器中的晶体管发生故障需要关断时,不能随意直接关断故障的晶体管,而是得遵循外管先关,再关内管的关断逻辑,这些控制逻辑对时序要求十分严格。
参考图1,图1为I型中点钳位逆变器的结构示意图,以I型中点钳位逆变器为例进行说明,在该逆变器中具有作为上桥臂的第一晶体管T1,作为下桥臂的第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4串联组成零电平换流回路,且第一晶体管T1、第三晶体管T3、第四晶体管T4和第二晶体管T2依次串联,另外,在第一晶体管T1上并联有第一续流二极管D1、第二晶体管T2上并联有第二续流二极管D2、第三晶体管T3上并联有第三续流二极管D3和第四晶体管T4上并联有第四续流二极管D4,第五续流二极管D5的一端与第一晶体管T1的源极连接,另一端与第六续流二极管D6的一端连接,第六续流二极管D6的另一端与第二晶体管T2的漏极连接,C1作为该逆变器的输出端,B1作为接地端,B1为正极输入端,B2为负极输入端。
在该逆变器中,当C1输出为正电压时,T1和T3导通,而在关断的时候,如果先关断T1,则T1承受所有的关断电压,但是由于D5的存在,T1的承受电压会被限制在DC+和零电平之间,因此T1不会出现过压风险。但是如果先关断的是T3,T3承受的关断电压并不会通过D5被钳位到零电平,导致T3可能会承受DC+到DC-的电压,这个电压已经超过T3管的耐压值,容易造成晶体管的损坏,因此,逆变器的控制逻辑对于时序的要求较为严格,而数字信号处理器生成的脉冲宽度调制波形信号即为逆变器的控制逻辑,但数字信号处理器很难保证逆变器中各个晶体管的控制逻辑之间的相互关联,并且数字信号处理器是基于程序执行来改变各个晶体管的控制逻辑,因此数字信号处理器内部运行的代码、执行的中断相应等突发事件,均会影响数字信号处理器生成各个晶体管的控制逻辑。
有鉴于此,本申请提出了一种逆变器的控制电路,在该逆变器控制电路中,编程模块基于数字信号处理模块生成的第一方波信号和第二方波信号生成用于控制逆变器状态的与逆变器对应的脉宽调制波形信号,使得基于该控制方法控制逆变器时,能够有效的简化数字信号处理模块在控制节拍内的计算量,且数字信号处理模块生成的第一方波信号和第二方波信号可兼容不同逆变器;另外,基于编程模块生成逆变器对应的脉宽调制波形信号时,可严格保证时序,在该编程模块中可基于设置参数调节逆变器中的死区时间,且当逆变器中出现过流现象时,编程模块可实现逆变器中对应拓扑的关断逻辑,其响应速度不受中断的影响,还可基于设置参数,选择输出的脉宽调制波形信号用于控制二电平逆变器还是三电平逆变器。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
参考图2,图2为本申请实施例提供的一种逆变器控制电路的结构示意图,该逆变器控制电路包括:
数字信号处理模块1,用于基于正弦波信号生成第一方波信号PWMA和第二方波信号PWMB;其中,正弦波信号包括多个信号段,第一方波信号PWMA的脉宽与正弦波信号中对应信号段的平均电压相关,第二方波信号PWMB的电压与正弦波信号的极性相关;
编程模块2,用于基于第一方波信号PWMA和第二方波信号PWMB,生成逆变器对应的脉宽调制波形信号,基于脉宽调制波形信号,控制逆变器的状态。
在本实施例的逆变器控制电路中,编程模块2基于数字信号处理模块1生成的第一方波信号PWMA和第二方波信号PWMB生成用于控制逆变器状态的与逆变器对应的脉宽调制波形信号,使得基于该控制方法控制逆变器时,能够有效的简化数字信号处理模块1在控制节拍内的计算量,且数字信号处理模块1生成的第一方波信号PWMA和第二方波信号PWMB可兼容不同逆变器;另外,基于编程模块2生成逆变器对应的脉宽调制波形信号时,可严格保证时序,在该编程模块2中可基于设置参数调节逆变器中的死区时间,且当逆变器中出现过流现象时,编程模块2可实现逆变器中对应拓扑的关断逻辑,其响应速度不受中断的影响,还可基于设置参数,选择输出的脉宽调制波形信号用于控制二电平逆变器还是三电平逆变器。
在图2所示逆变器控制电路中,数字信号处理模块1用于基于正弦波信号生成第一方波信号PWMA和第二方波信号PWMB,第一方波信号PWMA是一个频率较高的信号,基于第一方波信号PWMA中方波的脉宽,表示正弦波信号中对应信号段的平均电压值;第二方波信号PWMB是和正弦波信号同频的方波信号,基于第二方波信号PWMB的电压值表示正弦波信号的极性;基于上述可知,将第一方波信号PWMA和第二方波信号PWMB组合后,就包含了正弦波信号的正负极性和电压值等相关信息。其中,在生成第一方波信号PWMA时,将所述正弦波信号的电压值与数字信号处理模块1中的定时器的脉冲宽度对应,即基于逆变器工作的开关频率和对应的开关损耗,将正弦波信号的波段依次分为多个信号段,基于该信号段的平均电压,确定每个第一方波信号PWMA中每个方波的脉宽,从而生成第一方波信号PWMA,其中,第一方波信号PWMA中方波的数量与信号段的数量相同。
在上述逆变器控制电路中,第一方波信号PWMA属于调制波,且第一方波信号PWMA的频率一般为基波的几十到上百倍,另外,第一方波信号PWMA的频率基于对应逆变器中的晶体管的响应速度和损耗确定,第一方波信号PWMA的频率越低,损耗越小,但是逆变器后端的滤波电感体积大,输出电压电流的纹波大;第一方波信号PWMA的频率越高,逆变器后端的滤波电感体积小,输出电压电流的纹波小;但是晶体管本身的损耗大,同时对数字处理信号模块的运行速度也有要求,因此,需基于需求确定晶体管的大小,从而确定第一方波信号PWMA的大小。第二方波信号PWMB为基波极性信号,因此第二方波信号PWMB的频率与基波的频率相同,目前,国内电网的频率一般为50Hz,即基波的频率为50Hz,在其他实施例中基波的大小可基于具体需求调整。
在上述控制电路中,逆变器中包括多个晶体管;
编程模块2用于同时生成多个晶体管的脉宽调制波形信号。
在基于上述控制电路控制的逆变器包括多个晶体管时,编程模块2可基于第一方波信号PWMA和第二方波信号PWMB可同时生成多个晶体管的脉宽调制波形信号,从而使得多个晶体管对应的多个脉宽调制波形信号在时序上能够严格保证。
如图2所示,该逆变器的控制电路还包括:
隔离驱动模块3,用于基于编程模块2生成的脉宽调制波形信号生成驱动信号,驱动信号用于控制逆变器的状态;
保护模块4,用于在晶体管的电流大于设定阈值时,为编程模块2提供反馈信号,编程模块2基于反馈信号控制晶体管的关断。
参考图2,该逆变器的控制电路还包括:隔离驱动模块3,该隔离驱动模块3的输入端与编程模块2连接,输出端与逆变器连接,且编程模块2是通过隔离模块控制逆变器的状态,具体方法包括:编程模块2生成晶体管对应的脉冲调制波形信号后,将脉冲调制波形信号传输给隔离驱动模块3,隔离驱动模块3基于脉冲调制信号生成驱动信号,基于驱动信号控制逆变器中晶体管的导通与关断,且因逆变器中的晶体管所需的电压相对于编程模块2输出的电压均为高电压大电流,因此需要隔离驱动模块3将编程模块2输入的低电压转换为适应于逆变器中晶体管的高电压大电流;在该控制电路中还包括多个保护模块4,该保护模块4用于保护逆变器中的多个晶体管,当逆变器中晶体管出现过流现象时,保护模块4检测得到晶体管电流的大小,基于检测得到的电流大小与保护模块4中的设定阈值进行对比,当检测得到的电流大于设定阈值时,保护模块4提供反馈信号给编程模块2,编程模块2基于该反馈信号控制晶体管关断,逆变器中每个晶体管分别与一保护模块4对应连接,且保护模块4的输入端与对应晶体管的漏极通过高压二极管连接,输出端与编程模块2连接。
在上述逆变器控制电路中,当第二方波信号PWMB为第一电压时,编程模块2基于第一方波信号PWMA生成对应正弦波中正半波的脉宽调制波形信号;
当第二方波信号PWMB为第二电压时,编程模块2基于第一方波信号PWMA生成对应正弦波中负半波的脉宽调制波形信号;
第一电压大于第二电压。
基于上述可知,第一方波信号PWMA的脉宽用于表示正弦波信号中对应信号段的平均电压值,第二方波信号PWMB的电压值表示正弦波信号的极性,且编程模块2基于第一方波信号PWMA和第二方波信号PWMB生成逆变器对应的脉宽调制波形信号,进一步说明,当第二方波信号PWMB为第一电压时,编程模块2基于第一方波信号PWMA生成对应正弦波中正半波的脉宽调制波形信号,即当第二方波信号PWMB为高电平时,编程模块2基于第一方波信号PWMA生成逆变器中各个晶体管对应的脉宽调制波形信号;当第二方波信号PWMB为第二电压时,编程模块2基于第一方波信号PWMA生成对应正弦波中负半波的脉宽调制波形信号,即当第二方波信号PWMB为低电平时,编程模块2基于第一方波信号PWMA生成逆变器中各个晶体管对应的脉宽调制波形信号,另外,第一方波信号PWMA中方波的脉宽与正弦波的绝对值对应,即正弦波中信号段的平均电压的绝对值为0时,对应的方波为低电平,也就是脉宽为0%;当正弦波中信号段的平均电压的绝对值为峰值时,输出的脉冲宽度为100%。
在上述逆变器控制电路中,逆变器包括第一晶体管T1和第二晶体管T2,编程模块2用于生成控制第一晶体管T1的第一脉宽调制波形信号和控制第二晶体管T2的第二脉宽调制波形信号;
当第二方波信号PWMB为第一电压时,第一脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相同,第二脉宽调制波形信号的相位与第一脉宽调制波形信号的相位相反;
当第二方波信号PWMB为第二电压时,第二脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相同,第一脉宽调制波形信号的相位与第二脉宽调制波形信号的相位相反。
当上述逆变器控制电路用于控制二电平逆变器时,对应的逆变器包括两个晶体管,第一晶体管T1和第二晶体管T2,且第一晶体管T1与第二晶体管T2分别并联一个续流二极管,第一晶体管T1的漏极用于输入正电压,栅极与电压源相连,源极与第二晶体管T2的漏极相连,第二晶体管T2的源极用于输入负电压,栅极与另一电压源相连;基于该逆变器控制电路控制该逆变器时,该逆变器包括稳态和非稳态阶段,当该逆变器处于稳态时,编程模块2生成与第一晶体管T1对应的第一脉宽调制波形信号,与第二晶体管T2对应的第二脉宽调制波形信号,且当第二方波信号PWMB为高电平时,第一方波信号PWMA中方波的变化与第一脉宽调制波形信号中方波的变化相同,第二脉宽调制波形信号中方波的变化与第一方波信号PWMA中方波的变化相反;当第二方波信号PWMB为低电平时,第一方波信号PWMA中方波的变化与第二脉宽调制波形信号中方波的变化相同,第一脉宽调制波形信号中方波的变化与第一方波信号PWMA中方波的变化相反,且基于第一脉宽调制波形信号控制第一晶体管T1的导通与关断,基于第二脉宽调制波形信号控制第二晶体管T2的导通与关断,因此基于上述可知,在稳态阶段时,第一晶体管T1与第二晶体管T2互补导通。逆变器的非稳态阶段包括第一晶体管T1的死区阶段和第二晶体管T2的死区阶段,当逆变器处于非稳态阶段时,即在第一晶体管T1的死区阶段或第二晶体管T2的阶段时,第一晶体管T1和第二晶体管T2均呈关断状态。另外,在整个正弦波信号的周期内,非稳态阶段所持续的时间相较于稳态阶段所持续的时间较短,因此,非稳态阶段可忽略不计。
参考图1,该逆变器包括:作为上桥电路的第一晶体管T1、作为下桥电路的第二晶体管T2和作为零电平回路的第三晶体管T3和第四晶体管T4,其中,第三晶体管T3和第四晶体管T4串联在第一晶体管T1和第二晶体管T2之间;
编程模块2用于生成控制第一晶体管T1的第一脉宽调制波形信号,控制第二晶体管T2的第二脉宽调制波形信号,控制第三晶体管T3的第三脉宽调制波形信号,控制第四晶体管T4的第四脉宽调制波形信号;
其中,第一脉宽调制波形信号的相位与第四脉宽调制波形信号的相位相反;第二脉宽调制波形信号的相位与第三脉宽调制波形信号的相位相反。
图1所示逆变器为I型中点钳位逆变器,在该逆变器中第一晶体管T1的漏极与正极输入端B1连接,第二晶体管T2的源极与负极输入端B2连接,该零电平回路还包括第五续流二极管D5和第六续流二极管D6,且第五续流二极管D5的输入端与接地端B3连接,输出端与第三晶体管T3的漏极连接,第六晶体管T6的输出端与接地端B3连接,输入端与第四晶体管T4的源极连接,第三晶体管T3的源极与第四晶体管T4的漏极均与逆变器的输出端C1连接。
当上述逆变器控制电路用于控制图1所示逆变器时,编程模块2基于第一方波信号PWMA生成第一晶体管T1对应的第一脉宽调制波形信号,第二晶体管T2对应的第二脉宽调制波形信号,第三晶体管T3对应的第三脉宽调制波形信号,第四晶体管T4对应的第四脉宽调制波形信号,该逆变器具有稳态阶段和非稳态阶段,非稳态阶段包括:各个晶体管的死区阶段和续流阶段,且由于整个正弦波信号的周期内,非稳态阶段所持续的时间相较于稳态阶段所持续的时间较短,因此,非稳态阶段可忽略不计。在该逆变器处于稳态阶段时,第一脉宽调制波形信号中方波的变化与第四脉宽调制波形信号中方波的变化相反;第二脉宽调制波形信号中方波的变化与第三脉宽调制波形信号中方波的变化相反,且基于第一脉宽调制波形信号控制第一晶体管T1的导通与关断,第二脉宽调制波形信号控制第二晶体管T2的导通与关断,第三脉宽调制波形信号控制第三晶体管T3的导通与关断,第四脉宽调制波形信号控制第四晶体管T4的导通与关断,则由此可知,在稳态阶段时,第一晶体管T1与第四晶体管T4互补导通,第二晶体管T2和第三晶体管T3互补导通。
在上述逆变器控制电路控制图1所示逆变器时,当第二方波信号PWMB为第一电压时,第一脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相同,且第二脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第二晶体管T2关断;
当第二方波信号PWMB为第二电压时,第二脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相同,且第一脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第一晶体管T1关断。
图3为本申请实施例提供的一种逆变器控制电路控制图1所示逆变器时生成的脉宽调制波形图,在图3所示脉冲宽度调制波形图中,在虚线0到虚线1的时间范围内,第二方波信号PWMB为高电平,则此时第一方波信号PWMA输出的脉宽信号表示正弦波正半波的电压值,且从上面第一晶体管T1到第四晶体管T4的波形可以看出,第一脉宽调制波形信号中方波的变化与第一方波信号PWMA中方波的变化相同,第四脉宽调制波形信号中方波的变化与第一方波信号PWMA中方波的变化相反,即第一脉宽调制波形信号中方波的变化与第四脉宽调制波形信号中方波的变化相反,从而使得逆变器中的第一晶体管T1和第四晶体管T4互补导通,也就是由第一晶体管T1输出正脉冲,第四晶体管T4和第五续流二级管D5配合构成零电平续流回路,此时第二脉宽调制波形信号持续为低电平,而第三脉宽调制波形信号中方波的变化与第二脉宽调制波形信号中方波的变化相反,即第三脉宽调制波形信号持续为高电平,此时第二脉宽调制信号控制第二晶体管T2的电压一直为0,即第二晶体管T2一直关断,则第三脉宽调制波形信号控制第三晶体管T3一直导通,使得第三晶体管T3与第二晶体管T2的状态相反,此时输出的电压波形在DC+和0之间变换。
在图3所示脉冲宽度调制波形图中,在虚线1到虚线2的时间范围内,第二方波信号PWMB为低电平,则此时第一方波信号PWMA输出的脉宽信号表示正弦波负半波的电压值,且从上面第一晶体管T1到第四晶体管T4的波形可以看出,第一方波信号PWMA中方波的变化与第二脉宽调制波形信号中方波的变化相同,第三脉宽调制波形信号中方波的变化与第一方波信号PWMA中方波的变化相反,即第二脉宽调制波形信号中方波的变化与第三脉宽调制波形信号中方波的变化相反,从而使得逆变器中的第二晶体管T2和第三晶体管T3互补导通,此时负电压基于第四晶体管T4和第二晶体管T2导通来输出,且第一脉宽调制波形信号持续为低电平,即第一晶体管T1一直关闭,第四晶体管T4持续为高电平,即第四晶体管T4一直导通,第二晶体管T2关断之后,第三晶体管T3和第四晶体管T4导通,提供零电平续流回路,此时输出电压在负电压和零电平之前变换。
图4为基于本申请实施例提供的逆变器控制电路控制的一种逆变器的结构示意图,图4所示逆变器包括:作为上桥电路的第一晶体管T1、作为下桥电路的第二晶体管T2和作为零电平回路的第三晶体管T3和第四晶体管T4,其中,第一晶体管T1连接在正极输入端B1与输出端C1之间,第二晶体管T2连接在负极输入端B2与输出端C1之间,第三晶体管T3和第四晶体管T4连接在接地端B3与输出端C1之间;
编程模块2用于生成控制第一晶体管T1的第一脉宽调制波形信号,控制第二晶体管T2的第二脉宽调制波形信号,控制第三晶体管T3的第三脉宽调制波形信号,控制第四晶体管T4的第四脉宽调制波形信号;
其中,第一脉宽调制波形信号的相位与第四脉宽调制波形信号的相位相反;第二脉宽调制波形信号的相位与第三脉宽调制波形信号的相位相反。
图4所示逆变器为T型中点钳位逆变器,且该逆变器中还包括:并联在第一晶体管T1上的第一续流二极管D1,并联在第二晶体管T2上的第二续流二极管D2,并联在第三晶体管T3上的第三续流二极管D3,并联在第四晶体管T4上的第四续流二极管D4,且第一晶体管T1的漏极输入正电压,第二晶体管T2的源极输入负电压,第三晶体管T3的源极与接地端B3连接,漏极与第四晶体管T4的源极连接,第四晶体管T4的漏极与逆变器的输出端连接,第一晶体管T1的源极与逆变器的输出端C1连接,第二晶体管T2的漏极与逆变器的输出端C1连接。
在上述逆变器控制电路控制图4所示逆变器时,当第二方波信号PWMB为第一电压时,第一脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相同,且第二脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第二晶体管T2关断;
当第二方波信号PWMB为第二电压时,第二脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相同,且第一脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第一晶体管T1关断。
上述逆变器控制电路控制图2所示逆变器的控制逻辑也可用于该逆变器控制电路控制图4所示逆变器,但在图4所示控制电路的零电平回路中,需要第二晶体管T2和第三晶体管T3同时导通,且配合第三续流二极管D3和第四续流二极管D4,构成零电平续流回路。
图5为基于本申请实施例提供的逆变器控制电路控制的另一种逆变器的结构示意图,图5所示逆变器包括:作为上桥电路的第一晶体管T1、作为下桥电路的第二晶体管T2、作为零电平回路的第三晶体管T3和第四晶体管T4和作为钳位电路的第五晶体管T5和第六晶体管T6,其中,三晶体管和四晶体管串联在第一晶体管T1和第二晶体管T2之间;串联的第五晶体管T5和第六晶体管T6与零电平回路并联;
编程模块2用于生成控制第一晶体管T1的第一脉宽调制波形信号,控制第二晶体管T2的第二脉宽调制波形信号,控制第三晶体管T3的第三脉宽调制波形信号,控制第四晶体管T4的第四脉宽调制波形信号,控制第五晶体管T5的第五脉宽调制波形信号,控制第六晶体管T6的第六脉宽调制波形信号;
其中,第一脉宽调制波形信号的相位与第四脉宽调制波形信号的相位相反;第二脉宽调制波形信号的相位与第三脉宽调制波形信号的相位相反。
当上述逆变器控制电路用于控制图5所示逆变器时,当第二方波信号PWMB为第一电压时,第一脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相同,且第二脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第二晶体管T2关断;
当第二方波信号PWMB为第二电压时,第二脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相同,且第一脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第一晶体管T1关断。
第六晶体管T6用于当第二方波信号PWMB为第一电压时,钳位第四晶体管T4和第二晶体管T2的电压,使得第四晶体管T4的电压与第二晶体管T2的电压相等。
当第二方波信号PWMB为第一电压,且与第三晶体管T3并联的续流二极管续流时,第五脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相同,其余阶段的相位与第一方波信号PWMA的相位相反,在第一晶体管T1的死区时间和第六晶体管T6的死区时间,第六脉宽调制波形信号为低电平,控制第六晶体管T6关断,其余阶段第六脉宽调制波形信号为高电平,控制第六晶体管T6导通。
第五晶体管T5用于当第二方波信号PWMB为第二电压时,钳位第一晶体管T1和第三晶体管T3的电压,使得第一晶体管T1的电压与第三晶体管T3的电压相等。
当第二方波信号PWMB为第二电压,且与第四晶体管T4并联的续流二极管续流时,第六脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相同,其余阶段的相位与第一方波信号PWMA的相位相反,在第二晶体管T2的死区时间和第五晶体管T5的死区时间,第五脉宽调制波形信号为低电平,控制第五晶体管T5关断,其余阶段第五脉宽调制波形信号为高电平,控制第五晶体管T5导通。
图5所示逆变器为有源中点钳位逆变器,且该逆变器还包括:并联在第一晶体管T1上的第一续流二极管D1,并联在第二晶体管T2上的第二续流二极管D2,并联在第三晶体管T3上的第三续流二极管D3,并联在第四晶体管T4上的第四续流二极管D4,并联在第五晶体管T5上的第五续流二极管D5,并联在第六晶体管T6上的第六续流二极管D6,且第一晶体管T1的漏极与正极输入端B1连接,第二晶体管T2的源极与负极输入端B2连接,第五晶体管T5的源极与接地端B3连接,第六晶体管T6的漏极与接地端B3连接,第三晶体管T3的源极与第四晶体管T4的漏极均与逆变器的输出端C1连接,第五晶体管T5和第六晶体管T6用于增加对死区的控制,且当第二方波信号PWMB为第一电压时,可基于第五晶体管T5钳位第四晶体管T4和第二晶体管T2的电压,使得第四晶体管T4的电压和第二晶体管T2的电压均为零;当第二方波信号PWMB为第二电压时,可基于第六晶体管T6钳位第四晶体管T4和第二晶体管T2的电压,使得第四晶体管T4的电压和第二晶体管T2的电压均为零电平。
当上述逆变器控制电路用于控制图5所示逆变器时,该逆变器的状态包括:稳态阶段和非稳态阶段;该逆变器处于稳态阶段时,为逆变器的输出端输出的电压恒定为正电压或负电压时,且此时当第二方波信号PWMB为第一电压时,第一脉宽调制波形信号与第一方波信号PWMA的相位相同,第四脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相反,第二脉宽调制波形信号持续为低电平,第三脉宽调制波形信号持续为高电平,第五脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相反,第六脉宽调制波形信号持续为高电平;当第二方波信号PWMB为第二电压时,第二脉宽调制波形信号与第一方波信号PWMA的相位相同,第三脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相反,第一脉宽调制波形信号持续为低电平,第四脉宽调制波形信号持续为高电平,第六脉宽调制波形信号的相位与第一方波信号PWMA的相位相反,第五脉宽调制波形信号持续为高电平。
当逆变器处于非稳态阶段,且当逆变器输出的电压从零电压到正电压时,需要经历表1中所示的5种状态之后输出正电压,在输出正电压时第一晶体管T1、第三晶体管T3和第六晶体管T6导通,从而输出正电压,同时,第六晶体管T6将零电平钳位到第四晶体管T4和第二晶体管T2之间,保证第四晶体管T4和第二晶体管T2均匀承受电源电压。
表1
T1 | T3 | T4 | T2 | T5 | T6 | |
OFF | ON | ON | OFF | ON | ON | 零电压 |
OFF | ON | OFF | OFF | ON | ON | 正电平短路径续流 |
OFF | ON | OFF | OFF | OFF | OFF | T1死区 |
ON | ON | OFF | OFF | OFF | OFF | T6死区 |
ON | ON | OFF | OFF | OFF | ON | 正电压输出 |
当逆变器处于非稳态阶段,且当逆变器输出的电压从零电压到负电压时,需要经历表2所示的5种状态之后输出负电压,在输出负电压时,第四晶体管T4、第二晶体管T2和第五晶体管T5导通,从而输出负电压,同时,第五晶体管T5将零电平钳位到第一晶体管T1和第三晶体管T3之间,保证第一晶体管T1和第三晶体管T3均匀承受电源电压。
表2
T1 | T3 | T4 | T2 | T5 | T6 | |
OFF | ON | ON | OFF | ON | ON | 零电压 |
OFF | OFF | ON | OFF | ON | ON | 负电平短路径续流 |
OFF | OFF | ON | OFF | OFF | OFF | T2死区 |
OFF | OFF | ON | ON | OFF | OFF | T5死区 |
OFF | OFF | ON | ON | ON | OFF | 负电压输出 |
图6为本申请实施例提供的一种逆变器控制电路控制图5所示逆变器时生成的脉宽调制波形图,如图6所示,图5所示逆变器中第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4管的控制逻辑,与图1所示逆变器的控制逻辑基本一致,图5所示逆变器与图1所示逆变器差别在于增加了第五晶体管T5和第六晶体管T6的死区控制,以及输出正电压和负电压时,增加了第五晶体管T5和第六晶体管T6的主动钳位。
基于上述可知,本申请提出了一种逆变器的控制电路,在该逆变器控制电路中,编程模块2基于数字信号处理模块1生成的第一方波信号PWMA和第二方波信号PWMB生成用于控制逆变器状态的与逆变器对应的脉宽调制波形信号,使得基于该控制方法控制逆变器时,能够有效的简化数字信号处理模块1在控制节拍内的计算量,且数字信号处理模块1生成的第一方波信号PWMA和第二方波信号PWMB可兼容不同逆变器;另外,基于编程模块2生成逆变器对应的脉宽调制波形信号时,可严格保证时序,在该编程模块2中可基于设置参数调节逆变器中的死区时间,且当逆变器中出现过流现象时,编程模块2可实现逆变器中对应拓扑的关断逻辑,其响应速度不受中断的影响,还可基于设置参数,选择输出的脉宽调制波形信号用于控制二电平逆变器还是三电平逆变器。
本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
需要说明的是,在本申请的描述中,需要理解的是,附图和实施例的描述是说明性的而不是限制性的。贯穿说明书实施例的同样的附图标记标识同样的结构。另外,处于理解和易于描述,附图可能夸大了一些层、膜、面板、区域等厚度。同时可以理解的是,当诸如层、膜、区域或基板的元件被称作“在”另一元件“上”时,该元件可以直接在其他元件上或者可以存在中间元件。另外,“在…上”是指将元件定位在另一元件上或者另一元件下方,但是本质上不是指根据重力方向定位在另一元件的上侧上。
术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (15)
1.一种逆变器的控制电路,其特征在于,所述控制电路包括:
数字信号处理模块,用于基于正弦波信号生成第一方波信号和第二方波信号;其中,所述正弦波信号包括多个信号段,所述第一方波信号的脉宽与所述正弦波信号中对应信号段的平均电压相关,所述第二方波信号的电压与所述正弦波信号的极性相关;
编程模块,用于基于所述第一方波信号和所述第二方波信号,生成所述逆变器对应的脉宽调制波形信号,基于所述脉宽调制波形信号,控制所述逆变器的状态。
2.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述逆变器中包括多个晶体管;
所述编程模块用于同时生成多个所述晶体管的脉宽调制波形信号。
3.根据权利要求2所述的控制电路,其特征在于,所述控制电路还包括:
隔离驱动模块,用于基于所述编程模块生成的所述脉宽调制波形信号生成驱动信号,所述驱动信号用于控制所述逆变器的状态;
保护模块,用于在所述晶体管的电流大于设定阈值时,为所述编程模块提供反馈信号,所述编程模块基于所述反馈信号控制所述晶体管的关断。
4.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,
当所述第二方波信号为第一电压时,所述编程模块基于所述第一方波信号生成对应所述正弦波中正半波的脉宽调制波形信号;
当所述第二方波信号为第二电压时,所述编程模块基于所述第一方波信号生成对应所述正弦波中负半波的脉宽调制波形信号;
所述第一电压大于所述第二电压。
5.根据权利要求4所述的控制电路,其特征在于,所述逆变器包括第一晶体管和第二晶体管,所述编程模块用于生成控制所述第一晶体管的第一脉宽调制波形信号和控制所述第二晶体管的第二脉宽调制波形信号;
当所述第二方波信号为所述第一电压时,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第一脉宽调制波形信号的相位相反;
当所述第二方波信号为第二电压时,所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第二脉宽调制波形信号的相位相反。
6.根据权利要求4所述的控制电路,其特征在于,所述逆变器包括:作为上桥电路的第一晶体管、作为下桥电路的第二晶体管和作为零电平回路的第三晶体管和第四晶体管,其中,所述三晶体管和所述四晶体管串联在所述第一晶体管和所述第二晶体管之间;
所述编程模块用于生成控制所述第一晶体管的第一脉宽调制波形信号,控制所述第二晶体管的第二脉宽调制波形信号,控制所述第三晶体管的第三脉宽调制波形信号,控制所述第四晶体管的第四脉宽调制波形信号;
其中,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第四脉宽调制波形信号的相位相反;所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第三脉宽调制波形信号的相位相反。
7.根据权利要求6所述的控制电路,其特征在于,当所述第二方波信号为所述第一电压时,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第二脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制所述第二晶体管关断;
当所述第二方波信号为第二电压时,所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第一脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第一晶体管关断。
8.根据权利要求4所述的控制电路,其特征在于,所述逆变器包括:作为上桥电路的第一晶体管、作为下桥电路的第二晶体管和作为零电平回路的第三晶体管和第四晶体管,其中,所述第一晶体管连接在正极输入端与输出端之间,所述第二晶体管连接在负极输入端与所述输出端之间,所述第三晶体管和所述第四晶体管连接在接地端与所述输出端之间;
所述编程模块用于生成控制所述第一晶体管的第一脉宽调制波形信号,控制所述第二晶体管的第二脉宽调制波形信号,控制所述第三晶体管的第三脉宽调制波形信号,控制所述第四晶体管的第四脉宽调制波形信号;
其中,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第四脉宽调制波形信号的相位相反;所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第三脉宽调制波形信号的相位相反。
9.根据权利要求8所述的控制电路,其特征在于,当所述第二方波信号为所述第一电压时,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第二脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制所述第二晶体管关断;
当所述第二方波信号为第二电压时,所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第一脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第一晶体管关断。
10.根据权利要求4所述的控制电路,其特征在于,所述逆变器包括:作为上桥电路的第一晶体管、作为下桥电路的第二晶体管、作为零电平回路的第三晶体管和第四晶体管和作为钳位电路的第五晶体管和第六晶体管,其中,所述三晶体管和所述四晶体管串联在所述第一晶体管和所述第二晶体管之间;串联的所述第五晶体管和第六晶体管与所述零电平回路并联;
所述编程模块用于生成控制所述第一晶体管的第一脉宽调制波形信号,控制所述第二晶体管的第二脉宽调制波形信号,控制所述第三晶体管的第三脉宽调制波形信号,控制所述第四晶体管的第四脉宽调制波形信号,控制所述第五晶体管的第五脉宽调制波形信号,控制所述第六晶体管的第六脉宽调制波形信号;
其中,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第四脉宽调制波形信号的相位相反;所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第三脉宽调制波形信号的相位相反。
11.根据权利要求10所述的控制电路,其特征在于,当所述第二方波信号为所述第一电压时,所述第一脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第二脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制所述第二晶体管关断;
当所述第二方波信号为所述第二电压时,所述第二脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,且所述第一脉宽调制波形信号持续为低电平,以控制第一晶体管关断。
12.根据权利要求10所述的控制电路,其特征在于,所述第六晶体管用于当所述第二方波信号为所述第一电压时,钳位所述第四晶体管和所述第二晶体管的电压,使得所述第四晶体管的电压与所述第二晶体管的电压相等。
13.根据权利要求12所述的控制电路,其特征在于,当所述第二方波信号为第一电压,且与所述第三晶体管并联的续流二极管续流时,所述第五脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,其余阶段的相位与所述第一方波信号的相位相反,在所述第一晶体管的死区时间和所述第六晶体管的死区时间,所述第六脉宽调制波形信号为低电平,控制所述第六晶体管关断,其余阶段所述第六脉宽调制波形信号为高电平,控制所述第六晶体管导通。
14.根据权利要求10所述的控制电路,其特征在于,所述第五晶体管用于当所述第二方波信号为所述第二电压时,钳位所述第一晶体管和所述第三晶体管的电压,使得所述第一晶体管的电压与所述第三晶体管的电压相等。
15.根据权利要求14所述的控制电路,其特征在于,当所述第二方波信号为第二电压,且与所述第四晶体管并联的续流二极管续流时,所述第六脉宽调制波形信号的相位与所述第一方波信号的相位相同,其余阶段的相位与所述第一方波信号的相位相反,在所述第二晶体管的死区时间和所述第五晶体管的死区时间,所述第五脉宽调制波形信号为低电平,控制所述第五晶体管关断,其余阶段所述第五脉宽调制波形信号为高电平,控制所述第五晶体管导通。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311868002.8A CN117811325A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 一种逆变器的控制电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311868002.8A CN117811325A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 一种逆变器的控制电路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117811325A true CN117811325A (zh) | 2024-04-02 |
Family
ID=90419899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311868002.8A Pending CN117811325A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 一种逆变器的控制电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117811325A (zh) |
-
2023
- 2023-12-29 CN CN202311868002.8A patent/CN117811325A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10903656B2 (en) | Multilevel inverter device and method | |
US11489456B2 (en) | Hybrid multilevel inverters with reduced voltage stress | |
JP6319824B2 (ja) | マルチレベルインバータデバイスおよび動作方法 | |
EP2731252B1 (en) | Inverter circuit and control method therefor | |
JP2020530756A (ja) | 変換回路、制御方法、及び電源デバイス | |
CN105874703B (zh) | 具有软开关切换的逆变器和方法 | |
CN104682736A (zh) | 五电平整流器 | |
CN106537754B (zh) | 多电平混合逆变器和操作方法 | |
US10581313B2 (en) | Hybrid I-T type multi-level converters | |
EP3633843B1 (en) | Current converter and driving method therefor | |
CN212969479U (zh) | 一种Heric逆变电路和Heric逆变器 | |
TWI539736B (zh) | 五電平變換裝置 | |
Emiliani et al. | DC grid interface converter based on Three-phase isolated matrix topology with phase-shift modulation | |
CN117811325A (zh) | 一种逆变器的控制电路 | |
Lee et al. | Novel switching strategy for high-efficiency of single-phase three-level inverters | |
TW201531012A (zh) | 逆變器及其控制方法 | |
US20240178739A1 (en) | Control apparatus for an arcp inverter | |
Andrade et al. | A 31-level inverter with optimal number of switches for power applications | |
CN109167528B (zh) | 高压直流输电换流器的控制方法 | |
Kannabhiran et al. | An 81 Level Inverter with Low Device Switching Frequency Operation | |
Zhao et al. | Integration of Minimum-Voltage Active-Clamping to Three-Phase Four-Wire Rectifiers with a Balancing Leg | |
CN118117904A (zh) | 用于arcp变换器的控制装置 | |
Ashvini et al. | A low power dual stage active boost and buck inverter | |
Wilson et al. | A CUK Converter Based High Gain Input-Parallel Output-Series Dc/Dc Converter | |
KUMAR et al. | Active Battery Voltage Balancing Technique for a Symmetrical Multilevel Voltage Source Inverter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |