[發明專利]一種高壓變頻器的單極性載波注入控制電路及方法有效

申請號：	201010000437.7	申請日：	2010-01-08
公開（公告）號：	CN102122898A	公開（公告）日：	2011-07-13
發明（設計）人：	褚立峰;李鑫;張春雨	申請（專利權）人：	北京動力源科技股份有限公司
主分類號：	H02M7/537	分類號：	H02M7/537
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	100070 ***	國省代碼：	北京;11
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種高壓變頻器極性載波注入控制電路方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種高壓變頻器的單極性載波注入控制電路及方法。

背景技術

目前如何能更好的節約能源、提高能源的利用率已經成為了全社會共同關注的問題。高壓變頻器做為一種有效的節能設備已經被越來越廣泛的應用到各行各業中。

如圖1所示，在高壓變頻器的各個功率單元中一般都有整流、儲能、逆變三部分，逆變電路是由四個開關器件構成，在由其構成的H橋可以輸出正、負、零三種電平，對于采用單極性載波技術(一個橋臂工作在低頻，一個橋臂工作在高頻)來控制四個開關管通斷的過程中，左橋臂(G1和G3)是由驅動信號1控制，且G1導通時，G3關斷；G1關斷時，G3導通。右橋臂(G2和G4)是由驅動信號2控制，且G2導通時，G4關斷；G2關斷時，G4導通。在現有技術中，控制信號1是采用方波來實現的，控制信號2是采用SPWM波來實現的。在波形發生模塊里，由正弦波發生器產生方波，三角波發生器產生三角波，然后方波發生器根據正弦波調制出所需方波，SPWM波發生器根據正弦波和三角波調制出所需的SPWM波。如圖2所示Ur是正弦波，Uc是三角波，方波就是控制信號1，方波是在Ur的正半周輸出正電平，在正弦波的負半周輸出負電平。SPWM波就是控制信號2，從圖中可看出，Ur在正半周時，Ur＞Uc時，SPWM波輸出為正電平，Ur＜Uc時，SPWM波輸出為零電平；Ur在負半周時，Ur＜Uc時，SPWM波輸出為負電平，Ur＞Uc時，SPWM波輸出為零電平。也就是說，在G1導通，G3關斷時，G2和G4輪流導通與關斷；在G1關斷，G3導通時，G2和G4輪流導通與關斷。我們可以發現，G1導通、G3關斷這段時間內，輸出零電平時總是G1、G2導通完成，G1、G2工作時間大于G3、G4工作時間，H橋上端發熱較集中；當G3導通、G1關斷這段時間內，換成下橋臂G3、G4工作時間相對較長，H橋下端發熱較嚴重。由于在高壓變頻器功率單元中IGBT的工作電流較大，發熱問題就突顯出來，所以如何有效解決功率單元中開關器件單邊發熱的問題就成為影響產品穩定性和壽命的重要因素。

發明內容

本發明提供了一種解決功率單元中開關器件單邊發熱的控制電路和方法，具體內容如下：

一種高壓變頻器的單極性載波注入控制電路，用于對功率單元中四個開關器件進行控制，其包括：

四個開關器件(G1、G2、G3、G4)；

波形發生模塊，產生方波和SPWM(Sinusoidal?Pulse?Width?Modulation)波；

驅動信號處理模塊，對方波和SPWM波進行處理，生產控制信號1和控制信號2，使在方波的每半個周期中功率單元的零電平輸出內由狀態一和狀態二交替實現。

狀態一是指第一開關器件(G1)和第二開關器件(G2)同時導通，第三開關器件(G3)和第四開關器件(G4)同時截止；狀態二是指第三開關器件(G3)和第四開關器件(G4)同時導通，第一開關器件(G1)和第二開關器件(G2)同時截止。

控制信號1驅動第一開關器件(G1)，且將控制信號1取反得到第三開關器件(G3)的驅動控制信號；控制信號2驅動第二開關器件(G2)，且將控制信號2取反得到第四開關器件(G4)的驅動控制信號。

波形發生模塊包括正弦波發生器、方波發生器、三角波發生器和SPWM波發生器；正弦波發生器產生正弦波；三角波發生器產生三角波；方波發生器根據正弦波調制出方波；SPWM波發生器根據正弦波和三角波調制出SPWM波。

驅動信號處理模塊對零電平輸出的驅動狀態進行記錄，且與上一次記錄的驅動狀態信息相比較，若相同則改變驅動信號；其它情況則不改變驅動信號。

驅動信號處理模塊也可以是通過邏輯模塊來實現對方波和SPWM波的調制產生控制信號1和控制信號2。

一種高壓變頻器的單極性載波注入控制方法，用于對功率單元中四個開關器件進行控制，其包括以下步驟：