TW201433060A - 具抑制諧波作用之變流控制模組 - Google Patents

Abstract

一種具抑制諧波作用之變流控制模組，係用以連接一變流器模組，主要包括一誤差檢測單元、一訊號放大模組及一延遲驅動模組，其中該誤差檢測單元係用以接收外部所輸入之一控制訊號與一回授訊號，經處理後輸出一差值訊號，該訊號放大模組係與該誤差檢測單元電性連接，用以接收該差值訊號，再將該差值訊號放大倍率或提升頻率後進行輸出，最後，該延遲驅動模組係與該訊號放大模組電性連接，用以接收放大倍率或提升頻率後之差值訊號，並產生一驅動訊號，將此驅動訊號輸出連接至功率模組，以驅動該功率模組及後續變流器模組動作。

Description

具抑制諧波作用之變流控制模組

本發明係有關係一種變流裝置，尤指一種去除諧波源產生之變流控制模組。

變流器(Inverter)的結構簡單而言包含控制單元、功率模組區塊、濾波元件等，如第一圖之方塊圖所示，目前廣泛應用在家庭電器與工業機器設備上，但是受限於變流器的理論架構，實際應用上會伴隨大量的諧波源產生，嚴重的汙染電力網路系統。

在習知變流器的電流控制，如第二圖之方塊結構圖所示，係由一誤差檢測單元輸出一控制訊號與一回授訊號所產生的一差值訊號，將該差值訊號輸入一脈波寬度調變單元產生一電流控制訊號，該電流控制訊號再輸入一延遲與驅動單元後再產生並輸出一驅動控制訊號到一功率模組，以驅動該功率模組並控制變流器的動作。

而應用於變流器的脈波寬度調變技術包括有遲滯比較電流控制、三角波電流控制、水平相移載波脈波寬度調變、預測電流控制法、空間向量調變法等方式，其中每一種脈波寬度調變技術皆有其優點與缺點，舉例而言，如遲滯比較電流控制法的硬體電路呈現非常簡單，但其切換頻率並非固定且具有無法控制的缺點，同時所包含的諧波成分也是相對的高；而三角波電流控制法的優點則是其頻率固定且可以控制，但是缺點在於其反應速度慢，會產生相移的問題；另外，該預測電流控制法的優點在於具有固定之切換頻率、電流響應快，其缺點則是需要精確得知電路參數與運算過程複雜，且此法為一階近似微分，在呈現上比較不易；綜觀前述的脈波寬度調變技術，都有其存在的優缺點，然而，卻更有其共同的最大缺點，就是電流訊號含有大量的諧波成分如第三圖之訊號分析圖所示， 這也是目前變流器急需克服最大問題。

雖然，後續的習知技術用來克服此問題的方式幾乎是利用組合式RLC被動元件，組成帶通濾波器或是低通濾波器等各型式濾波器，但是都無法有效的改善諧波的困擾，且在實際應用上會引導出串並聯諧振的另一問題發生。

針對上述之缺失，本發明之主要目的在於提供一種具抑制諧波作用之變流控制模組，在於變流控制模組之電子電路或是程式流程中放大誤差檢測單元所產生之差值訊號，增加功率模組之切換頻率，而能有效的抑制變流器所產生的諧波訊號。

為達成上述之目的，本發明係主要提供一種具抑制諧波作用之變流控制模組，係用以連接一變流器模組，主要包括一誤差檢測單元、一訊號放大模組及一延遲驅動模組，其中該誤差檢測單元係用以接收外部所輸入之一控制訊號與一回授訊號，經處理後輸出一差值訊號，該訊號放大模組係與該誤差檢測單元電性連接，用以接收該差值訊號，再將該差值訊號放大倍率或提升頻率後進行輸出，最後，該延遲驅動模組係與該訊號放大模組電性連接，用以接收放大倍率或提升頻率後之差值訊號，並產生一驅動訊號，將此驅動訊號輸出連接至變流器模組內之一功率模組，以驅動該功率模組及後續變流器模組動作。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

1‧‧‧變流控制模組

11‧‧‧誤差檢測單元

12‧‧‧訊號放大模組

121‧‧‧脈波寬度調變單元

13‧‧‧延遲驅動模組

131‧‧‧延遲處理電路

132‧‧‧驅動電路

100‧‧‧變流器模組

101‧‧‧功率模組

102‧‧‧濾波元件

第一圖、係為習知之方塊圖。

第二圖、係為習知之方塊結構圖。

第三圖、係為習知之訊號分析圖。

第四圖、係為本發明之結構方塊圖。

第五圖、係為本發明之使用方塊圖。

第六圖、係為本發明之波形圖。

第七圖、係為本發明之另一實施例方塊圖。

請參閱第四圖，係為本發明之結構方塊圖。如圖所示，本發明之變流控制模組1係用以與一變流器模組100電性連接，如第五圖所示，該變流控制模組1係主要包括一誤差檢測單元11、一訊號放大模組12及一延遲驅動模組13，其中該誤差檢測單元11係用以接收外部所輸入之一控制訊號與一回授訊號，藉此將該控制訊號與回授訊號經處理後輸出一差值訊號，而該訊號放大模組12係與該誤差檢測單元11電性連接；該訊號放大模組12係用以接收該差值訊號，並將差值訊號放大到一定倍率，於本實施例中該訊號放大模組12在此係可為硬體上之乘法器、加法器、指數放大器等舉凡具訊號放大功能之電子電路，或是搭載利用數學方程式、程序流程等軟體形式並將訊號放大功能之元件皆可作為該訊號放大模組12；而該延遲驅動模組13係與該訊號放大模組12電性連接，用以接收該訊號放大模組12所放大之差值訊號，該延遲驅動模組13係更包括一延遲處理電路131及一驅動電路132，該延遲處理電路131及驅動電路132係相互彼此電性連接，該延遲處理電路131其主要功能係作為保護所電性連接變流器模組100內之一功率模組101，如第五圖所示，而該驅動電路132則將延遲處理電路131所輸出之訊號轉換產生驅動功率模組101之驅動訊號，將此驅動訊號輸出所電性連接之功率模組101，以驅動該功率模組101動作。

請參閱第五圖，係為本發明之使用方塊圖。如圖所示，本發明之變流控制模組1係電性連接一變流器模組100，該變流器模組100更包括一功率模組101及一濾波元件102，該功率模組101及濾波元件102係彼此電性連接，因此當輸入該控制訊號及回授訊號至該誤差檢測單元11後，該誤差檢測單元11將此兩者訊號處理後輸出差值訊號，之後將此差值訊號輸入至訊號放大模組12，訊號放大模組12則將差值訊號放大到一定倍率之後，再將此放大後之差值訊號輸出至延遲處理電路131及驅動電路132，該驅動電路132則將延遲處理電路131所輸出訊號轉換，並產生驅動功率模組101之驅動訊號，將此驅動訊號輸出連接至功率模組101，以驅動該功率模組101及後續變流器模組100動作，使裝設本發明之變流控制模組1所輸出 之訊號波形如第六圖之波形圖所示。

此外，該訊號放大模組12除了前述具訊號放大功能之硬體或軟體外，該訊號放大模組12亦可設計成將差值訊號提升至一定頻率且放大其訊號，因此舉凡具提升頻率功能之電子電路，如硬體之倍頻電路或升頻電路，或是搭載具提升頻率功能之數學模型、程式、程序流程等軟體形式之元件亦為在此訊號放大模組12之設計規範內，請參閱第七圖，係為本發明另一實施例方塊圖。如圖所示，該訊號放大模組12內更設有一脈波寬度調變單元121(PWM)，該脈波寬度調變單元121係具有抑制變流器諧波訊號的效能，因此當該差值訊號輸入至訊號放大模組12，訊號放大模組12則將差值訊號放大一定倍率或提升至一定頻率且放大其訊號後，再將差值訊號輸出至延遲處理電路131及驅動電路132，該驅動電路132則將延遲處理電路131所輸出訊號轉換，並產生驅動功率模組101之驅動訊號，將此驅動訊號輸出連接至功率模組101，以驅動該功率模組101及後續變流器模組100動作。

惟以上所述之實施方式，是為較佳之實施實例，當不能以此限定本發明實施範圍，若依本發明申請專利範圍及說明書內容所作之等效變化或修飾，皆應屬本發明下述之專利涵蓋範圍。

1‧‧‧變流控制模組

11‧‧‧誤差檢測單元

12‧‧‧訊號放大模組

13‧‧‧延遲驅動模組

131‧‧‧延遲處理電路

132‧‧‧驅動電路

Claims (7)

1. 一種具抑制諧波作用之變流控制模組，用以連接一變流器模組，係包括：一誤差檢測單元，係用以接收外部所輸入之一控制訊號與一回授訊號，經處理後輸出一差值訊號；一訊號放大模組，係與該誤差檢測單元電性連接，係用以接收該差值訊號，將該差值訊號放大倍率或提升頻率後輸出；及一延遲驅動模組，係與該訊號放大模組電性連接，用以接收放大倍率或提升頻率後之差值訊號，並產生一驅動訊號，將此驅動訊號輸出連接至變流器模組內之一功率模組，以驅動該功率模組及後續變流器模組動作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具抑制諧波作用之變流控制模組，其中該延遲驅動模組更包括一延遲處理電路及一驅動電路，該延遲處理電路及驅動電路係相互彼此電性連接，該延遲處理電路其用以保護所電性連接之功率模組，而該驅動電路則將延遲處理電路所輸出之訊號轉換產生驅動功率模組之驅動訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具抑制諧波作用之變流控制模組，其中該訊號放大模組係為硬體上之放大器、乘法器、加法器、指數放大器之任一種。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具抑制諧波作用之變流控制模組，其中該訊號放大模組係為搭載利用數學方程式、程序流程等軟體形式並將訊號放大功能之元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具抑制諧波作用之變流控制模組，其中該訊號放大模組係為倍頻電路或升頻電路之任一種。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具抑制諧波作用之變流控制模組，其中該訊號放大模組係為搭載具提升頻率功能之數學模型、程式、程序流程等軟體形式之元件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具抑制諧波作用之變流控制模組，其中該訊號放大模組內更設有一脈波寬度調變單元，用以抑制變流器諧波訊號。