[發(fā)明專利]全橋軟開關(guān)逆變電路的驅(qū)動方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410706594.8
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104410315A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳建輝;劉作英;何雙旺
• 申請（專利權(quán)）人: 唐山松下產(chǎn)業(yè)機器有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及一種全橋軟開關(guān)逆變電路的驅(qū)動技術(shù)。

[背景技術(shù)]

逆變電路已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)領(lǐng)域。例如，各種開關(guān)電源、電機調(diào)速、變頻器以及牽引傳動等。逆變電路包括半橋逆變電路和全橋逆變電路。相對于半橋逆變電路，全橋逆變電路的開關(guān)電流減小了一半，因此廣泛應(yīng)用于大功率場合。

傳統(tǒng)上，全橋逆變電路按照開關(guān)方式分為硬開關(guān)和軟開關(guān)。硬開關(guān)方式是指功率開關(guān)器件在開通或關(guān)斷時電流、電壓全不為零的一種控制方式。硬開關(guān)方式存在著功率開關(guān)器件溫升高、損耗大等缺點，因此在硬開關(guān)方式下很難提高逆變頻率，并且可靠性低。

為了克服硬開關(guān)的上述缺點，近年來，提出了軟開關(guān)的技術(shù)。理想的軟關(guān)斷過程是電流先降到零，然后，電壓再緩慢上升到斷態(tài)值，所以關(guān)斷損耗近似為零；理想的軟開通過程是電壓先降到零，然后，電流再緩慢上升到通態(tài)值，所以開通損耗近似為零。

現(xiàn)有全橋軟開關(guān)逆變技術(shù)多采用移相全橋軟開關(guān)，但移相全橋軟開關(guān)在進行有效占空比(超前臂與滯后臂的重疊部分)調(diào)整時會帶來控制復(fù)雜的問題。圖5A和圖5B示出了與現(xiàn)有移相全橋軟開關(guān)技術(shù)所使用的驅(qū)動方法相對應(yīng)的驅(qū)動電壓波形圖。在圖5A和圖5B中，Q1和Q2為超前臂，Q3和Q4為滯后臂。其中，超前臂Q1和滯后臂Q4成對導(dǎo)通，超前臂Q2和滯后臂Q3成對導(dǎo)通。如圖5A所示，當(dāng)增大有效占空比時，需要超前臂Q1后移(開通時刻后移)，從而增加超前臂Q1與Q2之間的死區(qū)時間(同一橋臂的兩個開關(guān)器件同時不導(dǎo)通的時間)；而當(dāng)將有效占空比減小時，如圖5B所示，需要將滯后臂Q4后移(開通時刻后移)，從而增加滯后臂Q3和Q4之間的死區(qū)時間。以上描述均以Q1、Q4的導(dǎo)通為例進行半周期說明，Q2、Q3的導(dǎo)通同理可知。這樣一來，在進行調(diào)整時，不論是超前臂之間還是滯后臂之間的死區(qū)時間都會發(fā)生變化，因此使得全橋軟開關(guān)逆變電路的驅(qū)動控制復(fù)雜。

[發(fā)明內(nèi)容]

[技術(shù)問題]

本發(fā)明旨在針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種全橋軟開關(guān)逆變電路的驅(qū)動方法，其能夠有效降低功率開關(guān)器件的功耗，提高逆變頻率，并且使得全橋軟開關(guān)逆變電路的驅(qū)動控制更為簡便。

[解決方案]

本發(fā)明提供一種全橋軟開關(guān)逆變電路的驅(qū)動方法，所述全橋軟開關(guān)逆變電路包括兩超前臂和兩滯后臂，所述驅(qū)動方法包括如下步驟：對兩滯后臂進行控制，使得所述兩滯后臂的導(dǎo)通時間和單周期內(nèi)的開通時刻固定；對所述兩超前臂進行PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制，使得所述兩超前臂的開通時刻位于所述兩滯后臂的死區(qū)時間范圍內(nèi)。

[發(fā)明有益效果]

本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，能夠有效降低功率開關(guān)器件的功耗，提高逆變頻率，并且使得全橋軟開關(guān)逆變電路的驅(qū)動控制更為簡便。

[附圖說明]

圖1是本發(fā)明的全橋軟開關(guān)逆變電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示逆變電路中功率開關(guān)器件(IGBT)的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明第一實施例的全橋軟開關(guān)逆變電路的驅(qū)動電壓波形圖；

圖4是本發(fā)明第二實施例的全橋軟開關(guān)逆變電路的驅(qū)動電壓波形圖；以及

圖5A和圖5B是現(xiàn)有的全橋軟開關(guān)逆變電路的驅(qū)動電壓波形圖。

[具體實施方式]

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行說明。

[第一實施例]

下面參照圖1和圖2描述本發(fā)明的全橋軟開關(guān)逆變電路的硬件電路。

如圖1所示，全橋軟開關(guān)逆變電路包括功率開關(guān)器件Q1～Q4(帶體內(nèi)二極管的IGBT)、主變壓器TR1、外部電感L1、隔直電容C4以及吸收電容C2、C3。其中，Q1和Q2為超前臂，Q3和Q4為滯后臂。如圖所示，所述超前臂Q1與所述滯后臂Q4成對導(dǎo)通，所述超前臂Q2與所述滯后臂Q3成對導(dǎo)通。

圖2示出了圖1所示Q1～Q4中各個功率開關(guān)器件的驅(qū)動電路。Q1～Q4中的每個均連接有該驅(qū)動電路。在本實施例中，所述驅(qū)動電路采用脈沖變壓器進行隔離。

以下，參照圖2描述驅(qū)動電路的工作原理。