[發明專利]一種三電平逆變器及其驅動過零切換控制方法

有效

• 申請號: 201710191778.9
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106899222B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 萬學維;曾耀;聶輝;鄒聰穎;熊勇
• 申請（專利權）人: 深圳科士達科技股份有限公司;深圳科士達新能源有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387;H02M1/088
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 孫偉

本發明提供了一種三電平逆變器及其驅動過零切換控制方法，其中的控制方法包括以下步驟：生成不帶死區的外管PWM驅動信號并發送，并生成正負半周切換信號并發送；接收所述外管PWM驅動信號、正負半周切換信號，并生成不帶死區的第一驅動信號、第二驅動信號、第三驅動信號和第四驅動信號；當所述外管PWM驅動信號為負半周或正半周時，驅動生成與所述第一驅動信號、第二驅動信號、第三驅動信號和第四驅動信號分別對應的帶死區的第一開關管的驅動信號、帶死區的第二開關管的驅動信號、帶死區的第三開關管的驅動信號和帶死區的第四開關管的驅動信號；然后輸出。本發明的技術方案結構簡單，可靠性高；且過零點畸變低。

技術領域

本發明屬于電子電路設計技術領域，尤其涉及一種三電平逆變器及其驅動過零切換控制方法。

背景技術

在逆變器領域三電平使用的越來越多，在分配三電平的4個開關器件的驅動時，通常有兩種分配方法：一種是使用DSP/ARM/MCU等發出兩個外管的驅動，再利用CPLD/FPGA等互補產生4個驅動；另一種是使用DSP/ARM/MCU等發出本半周處于開關狀態的兩個開關器件的驅動，再利用CPLD/FPGA等互補產生4個驅動。

三電平拓撲使用在交流領域時，在正半周工作時，通常連接正母線的外管和兩個內管工作，連接負母線的外管處于關閉狀態；負半周工作時，通常連接負母線的外管和兩個內管工作，連接正母線的外管處于關閉狀態。上述兩種方法在正負半周切換時，如果時序邏輯沒控制好，容易造成正負母線對N短路，甚至正負母線短路。

專利號為201010143915X的技術方案，需要根據當前驅動的高，低狀態來調制過零點附近的驅動。其本質原因是死區先使用DSP/ARM/MCU來產生的，包含死區的PWM（PulseWidth Modulation，脈沖寬度調制）驅動再利用CPLD（Complex Programmable LogicDevice，復雜可編程邏輯器件）/FPGA（Field－Programmable Gate Array，現場可編程門陣列）針對過零點調整驅動，調整時由于過零點附近，內管會由開關狀態轉為強制導通狀態，破壞了原有的PWM死區，導致死區失效，需要再增加死區產生單元，方法很復雜。

發明內容

針對以上技術問題，本發明公開了一種三電平逆變器及其驅動過零切換控制方法，DSP/ARM/MCU處理器只產生本半周工作外管的驅動，不產生對應內管的驅動，也不產生死區。死區和4個開關管的驅動完全由CPLD/FPGA產生，方法簡單可靠，同時過零出畸變相比現有技術的要低。

對此，本發明采用的技術方案為：

一種三電平逆變器的驅動過零切換控制方法，所述三電平逆變器包括第一開關管、第二開關管、第三開關管和第四開關管，其包括以下步驟：

步驟S1，生成不帶死區的外管PWM驅動信號并發送，并生成正負半周切換信號并發送；其中，所述正負半周切換信號為指示當前驅動信號是正半周還是負半周的指示信號；

步驟S2，接收所述外管PWM驅動信號、正負半周切換信號，并生成不帶死區的第一驅動信號、第二驅動信號、第三驅動信號和第四驅動信號；

步驟S3，產生死區，當所述外管PWM驅動信號為負半周或正半周時，驅動生成與所述第一驅動信號、第二驅動信號、第三驅動信號和第四驅動信號分別對應的帶死區的第一開關管的驅動信號、帶死區的第二開關管的驅動信號、帶死區的第三開關管的驅動信號和帶死區的第四開關管的驅動信號；然后輸出。

作為本發明的進一步改進，所述第一驅動信號與第三驅動信號互補，第二驅動信號和第四驅動信號互補。

作為本發明的進一步改進，步驟S3中，通過CPLD或FPGA產生死區。

作為本發明的進一步改進，步驟S2中，采用CPLD或FPGA生成不帶死區的第一驅動信號、第二驅動信號、第三驅動信號和第四驅動信號。