CN204304770U - 一种变频器死区补偿电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电力电子技术领域，提供了一种变频器死区补偿电路，包括CPLD芯片，上面具有脉冲发射端口、文件打开端口、多个输入端口、复位端口、检测端口和输出端口，串行口模块与脉冲发射端口、文件打开端口、死区补偿模块、死区插入模块、输出控制模块相连；死区补偿模块与检测端口、死区插入模块、保护模块、一个输入端口相连；死区插入模块与保护模块、输出控制模块相连；保护模块与脉冲发射端口、文件打开端口、检测端口、输出控制模块相连；输出控制模块与输入端口、复位端口、输出端口相连；所有模块都设置在CPLD芯片内。本实用新型具有占用硬件资源少、电路的各部分不相互影响、控制芯片运行速度快、散热效果好的优点。

Description

一种变频器死区补偿电路

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，特别涉及一种变频器死区补偿电路。

背景技术

现有变频器的IGBT死区补偿的实现方式主要有硬件补偿和软件补偿2类。硬件补偿需要提供额外的硬件电路，并且需要比较实际电压和电压参考值，进而得到补偿所需的电压信号，因此既要占用较多的硬件资源，电路的各部分又要产生相互影响，致使其补偿精度降低；软件补偿需要在电机的驱动控制程序中加入死区补偿算法来实现对死区的补偿，此种方法需要占用控制芯片内大量的内存资源，增加了控制芯片的负担，影响控制芯片的运行速度和散热效果。

因此，电力电子技术领域急需一种占用硬件资源少、电路的各部分不相互影响、控制芯片运行速度快、散热效果好的变频器死区补偿电路。

发明内容

本实用新型提供了一种变频器死区补偿电路，技术方案如下：

一种变频器死区补偿电路，包括CPLD芯片、串行口模块、死区补偿模块、死区插入模块、保护模块和输出控制模块，并且串行口模块、死区补偿模块、死区插入模块、保护模块和输出控制模块都设置在CPLD芯片内；

CPLD芯片，上面具有脉冲发射端口、文件打开端口、多个输入端口、复位端口、检测端口和输出端口；

串行口模块，分别与脉冲发射端口、文件打开端口、死区补偿模块、死区插入模块、输出控制模块相连接；

死区补偿模块，分别与检测端口、死区插入模块、保护模块、一个输入端口相连接；

死区插入模块，分别与保护模块、输出控制模块相连接；

保护模块，分别与脉冲发射端口、文件打开端口、检测端口、输出控制模块相连接；

输出控制模块，分别与输入端口、复位端口、输出端口相连接。

如上所述的一种变频器死区补偿电路，其中，脉冲发射端口为shconf端口。

如上所述的一种变频器死区补偿电路，其中，文件打开端口为conf端口。

如上所述的一种变频器死区补偿电路，其中，输入端口为BCV和T端口。

如上所述的一种变频器死区补偿电路，其中，复位端口为BRST端口。

如上所述的一种变频器死区补偿电路，其中，检测端口为TFB端口。

如上所述的一种变频器死区补偿电路，其中，输出端口为CT端口。

如上所述的一种变频器死区补偿电路，其中，串行口模块内部还设置有特殊功能寄存器。

如上所述的一种变频器死区补偿电路，其中，死区补偿模块内部还设置有计数器。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型将串行口模块、死区补偿模块、死区插入模块、保护模块和输出控制模块集中在一块CPLD芯片上，体积小，与硬件补偿相比，占用硬件资源少、电路的各部分不相互影响、抗干扰能力强、补偿精度高。

2、本实用新型和软件补偿相比，无需在电机控制驱动程序中加入死区补偿算法，节约了控制芯片的内存资源，控制芯片运行速度快、散热效果好，进而同一桥臂的上下开关管不会因为开关速度问题而发生同时导通，补偿精度高。

3、本实用新型具有保护模块，并且在死区补偿模块内设置有计数器，通过串行口模块内的特殊功能寄存器对保护模块设置叫醒时间，能够更好的补偿串行数据，减少误输出，提高输出准确度，提高补偿精度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型：

图1是本实用新型一种变频器死区补偿电路的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

图1是本实用新型一种变频器死区补偿电路的电路图。

如图1所示，一种变频器死区补偿电路，包括一种变频器死区补偿电路，包括CPLD芯片1、串行口模块2、死区补偿模块3、死区插入模块4、保护模块5和输出控制模块6，并且串行口模块2、死区补偿模块3、死区插入模块4、保护模块5和输出控制模块6都设置在CPLD芯片1内；CPLD芯片1，上面具有脉冲发射端口shconf、文件打开端口conf、多个输入端口BCV、 T1、T2、T3、T4、T5和T6、复位端口BRST、检测端口TFB1、TFB2、TFB3和输出端口CT1、CT2、CT3、CT4、CT5、CT6，串行口模块2分别与脉冲发射端口shconf、文件打开端口conf、死区补偿模块3、死区插入模块4、输出控制模块6相连接；死区补偿模块3分别与检测端口TFB1、TFB2、TFB3、死区插入模块4、保护模块5、输入端口T1相连接；死区插入模块4与保护模块5、输出控制模块6相连接；保护模块5与脉冲发射端口shconf、文件打开端口conf、检测端口TFB1、TFB3、TFB5、输出控制模块6相连接；输出控制模块6分别与输入端口T1、T2、T3、T4、T5和T6、复位端口BRST、输出端口CT1、CT2、CT3、CT4、CT5、CT6相连接。

优选的，本实施例中的串行口模块2内部还设置有特殊功能寄存器。

本实用新型工作时，首先，外部控制器通过脉冲发射端口shconf向串行口模块2发射移位脉冲，串行口模块2接收到移位脉冲后，将外部控制器通过文件打开端口conf传递的串行数据配置到串行口模块内部的特殊功能寄存器上；进一步地，串行口模块2激活死区补偿模块3，串行口模块2中的特殊功能寄存器再对死区插入模块的插入时间进行设定；进一步地，外部控制器每次向特殊功能寄存器内写入串行数据时，保护模块5会同时接收到串行数据，进而用此串行数据自动重置一次，即叫醒一次；进一步地，保护模块5检测到死区插入模块4中输出端口CT1、CT3、CT5的激活情况，当电机相的检测信号TFB通过检测端口TFB1、TFB3、TFB5输入到死区补偿模块3内，通过死区补偿模块3感应到检测信号TFB是否变化，进而控制死区补偿模块3中计数器是否停止计数；当停止计数时，控制死区补偿模块3对输入的串行数据进行修复或者补偿，已修复和补偿的输入信号通过输出控制模块6输出到CT1~CT6输出端口，将补偿的串行数据输出。

当外部控制器失去控制时，在预先设定的时间内没有对保护模块5进行叫醒时，保护模块5会立即封锁与输出控制模块6的连接，不再输出信号。

当输入端口BCV下降沿到来时，串行口模块2激活输出控制模块6，通过输出端口CT1~CT6输出信号；在串行口模块2、死区补偿模块3、死区插入模块4、保护模块5未被激活的状态下，输出控制模块6控制输出端口输出的信号为重复输入信号。

当输出端口CT1~CT6检测到有输出后，如果电机相的检测端口TFB1、TFB3、TFB5在保护模块叫醒一次的时间段内未检测到信号，保护模块5会立即封锁与输出控制模块6的连接，不再输出信号，直到外部控制器1命令复位端口BRST解除对输出控制模块6的封锁为止，保护模块5再检测到死区插入模块4中输出端口CT1~CT6的激活情况，控制死区补偿模块3对输入的串行数据进行修复或者补偿，已修复和补偿的输入信号通过输出控制模块6输出到CT1~CT6输出端口，将补偿的串行数据输出。

本实用新型死区补偿模块3的工作原理为，在输入端口T1的上升沿到来时，死区补偿模块3内部的计数器从N1值开始做减法运算，经过零值后直到电机相的检测端口TFB1检测到信号上升沿到来时停止在数值N2处，该数值N2是下一阶段将要补偿的数值；死区补偿模块3的输出信号与检测端口TFB1之间的时间差来源于插入的死区时间和所有器件的延迟时间，在T1的下降沿到来时，计数器从N2做加法运算，经过零值后直到电机相的检测端口TFB1检测到信号下降沿到来时停止在数值N3处，该数值N3是下一阶段将要补偿的数值；进一步地N3值作为新的N1，重复上述过程。而对于同一桥臂的上下开关管来说，在输出信号上升沿到来时，下开关管关断，经过死区时间后上开关管导通；在输出信号下降沿到来时，上开关管关断，经过死区时间后下开关管导通。

本实用新型将串行口模块、死区补偿模块、死区插入模块、保护模块和输出控制模块集中在一块CPLD芯片上，体积小，与硬件补偿相比，占用硬件资源少、电路的各部分不相互影响、抗干扰能力强、补偿精度高。

本实用新型和软件补偿相比，无需在电机控制驱动程序中加入死区补偿算法，节约了控制芯片的内存资源，控制芯片运行速度快、散热效果好，进而同一桥臂的上下开关管不会因为开关速度问题而发生同时导通，补偿精度高。

本实用新型具有保护模块，并且在死区补偿模块内设置有计数器，通过串行口模块内的特殊功能寄存器对保护模块设置叫醒时间，能够更好的补偿串行数据，减少误输出，提高输出准确度，提高补偿精度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种变频器死区补偿电路，其特征在于，包括CPLD芯片、串行口模块、死区补偿模块、死区插入模块、保护模块和输出控制模块，并且所述串行口模块、死区补偿模块、死区插入模块、保护模块和输出控制模块都设置在CPLD芯片内；

所述CPLD芯片，上面具有脉冲发射端口、文件打开端口、多个输入端口、复位端口、检测端口和输出端口；

所述串行口模块，分别与所述脉冲发射端口、文件打开端口、死区补偿模块、死区插入模块、输出控制模块相连接；

所述死区补偿模块，分别与所述检测端口、死区插入模块、保护模块、一个输入端口相连接；

所述死区插入模块，分别与所述保护模块、输出控制模块相连接；

所述保护模块，分别与所述脉冲发射端口、文件打开端口、检测端口、输出控制模块相连接；

所述输出控制模块，分别与所述输入端口、复位端口、输出端口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种变频器死区补偿电路，其特征在于，所述脉冲发射端口为shconf端口。

3.根据权利要求1所述的一种变频器死区补偿电路，其特征在于，所述文件打开端口为conf端口。

4.根据权利要求1所述的一种变频器死区补偿电路，其特征在于，所述输入端口为BCV和T端口。

5.根据权利要求1所述的一种变频器死区补偿电路，其特征在于，所述复位端口为BRST端口。

6.根据权利要求1所述的一种变频器死区补偿电路，其特征在于，所述检测端口为TFB端口。

7.根据权利要求1所述的一种变频器死区补偿电路，其特征在于，所述输出端口为CT端口。

8.根据权利要求1所述的一种变频器死区补偿电路，其特征在于，所述串行口模块内部还设置有特殊功能寄存器。

9.根据权利要求1所述的一种变频器死区补偿电路，其特征在于，所述死区补偿模块内部还设置有计数器。