[發明專利]一種雙Buck逆變器開關管驅動信號生成方法及電路

有效

• 申請號: 201910765122.2
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110429847B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 王昆;王甲偉
• 申請（專利權）人: 西安愛科賽博電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02M1/088
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

本發明提出了一種雙Buck逆變器開關管驅動信號生成方法及電路。該方法主要是：將電流內環的輸出信號作為調制波信號，分為兩路；其中一路的調制波信號與第一三角載波信號疊加輸出，作為第一橋臂開關管的驅動信號；另一路的調制波信號與第二三角載波信號疊加并經反相器輸出，作為第二橋臂開關管的驅動信號；設所述第一三角載波信號的波谷值為0，波峰值為Vm，Vm0，則所述第二三角載波信號為第一三角載波信號加上負向直流偏置?Vm。本發明通過特定關聯并調整兩個橋臂開關管載波信號，簡單有效地改善了雙Buck逆變器輸出電流波形過零點畸變的問題，并簡化了驅動電路。

技術領域

本申請涉及雙Buck逆變器技術領域，尤其涉及一種雙Buck逆變器開關管驅動信號生成方法及電路。

背景技術

雙Buck逆變器作為一種新型的逆變拓撲，具有結構簡單、硬件成本低、無橋臂直通、高可靠性、高效率的特點。在逆變電源使用中，裝置的輸出精度和并網電流波形質量是電源設備質量好壞的重要指標。

雙Buck逆變器現有的調制方式主要有采用單輸出電流采樣的SPWM調制方式和采用雙輸出電流采樣的SPWM調制方式。對于采用雙輸出電流采樣調制方式進行閉環控制時，雖然能夠實現雙Buck逆變器輸出電流的精確控制，但是會導致兩個開關管之間出現很大的環流，而且增加了電流互感器的使用數量從而導致硬件成本增大。采用單輸出電流采樣的SPWM方式時，可以減少電流互感器的使用數量降低了硬件成本，但在如圖2所示的單CT電流采樣雙閉環控制結構中，電流環輸出結果是一個高頻正弦信號，導致圖2中的A1信號在過零點出現很大抖動，采用傳統的調制方式時會導致逆變器輸出電流波形在過零點出現較明顯畸變。故此很難保證輸出正弦度良好的電流波形。

發明內容

本發明目的是針對雙Buck逆變器現有技術存在輸出電流過零點較明顯畸變的問題，提出一種改進的雙Buck逆變器開關管驅動信號生成方法及電路。

本發明的技術解決方案是：

一種雙Buck逆變器開關管驅動信號生成方法，基于單輸出電流采樣的SPWM閉環控制，采集雙Buck逆變器的輸出電壓和輸出電流，分別送入電壓外環和電流內環；該開關管驅動信號生成方法主要是：將所述電流內環的輸出信號作為調制波信號，分為兩路；其中一路的調制波信號與第一三角載波信號疊加輸出，作為第一橋臂開關管的驅動信號；另一路的調制波信號與第二三角載波信號疊加并經反相器輸出，作為第二橋臂開關管的驅動信號；設所述第一三角載波信號的波谷值為0，波峰值為Vm，Vm0，則所述第二三角載波信號為第一三角載波信號加上負向直流偏置-Vm。

可進一步優化兩路三角載波信號為：設標準三角載波信號的波谷值為0，波峰值為Vm，Vm0，則所述第一三角載波信號為標準三角載波信號加上負向直流偏置-Va，-Vm-Va0；所述第二三角載波信號為標準三角載波信號加上正向直流偏置Vb，0VbVm，使得兩個三角載波信號產生部分重疊。

相應地，本發明還提供了一種雙Buck逆變器開關管驅動電路，基于單輸出電流采樣的SPWM閉環控制，包括電壓外環和電流內環；其特征在于：所述電流內環的輸出端分為兩路，一路經第一比較器輸出作為第一橋臂開關管的驅動信號，另一路依次經第二比較器、反相器后輸出作為第二橋臂開關管的驅動信號；第一比較器和第二比較器的正輸入端均接電流內環的輸出端；第一比較器和第二比較器的負輸入端分別接第一三角載波信號和第二三角載波信號；設所述第一三角載波信號的波谷值為0，波峰值為Vm，Vm0，則所述第二三角載波信號為第一三角載波信號加上負向直流偏置-Vm。

可進一步優化兩路三角載波信號為：設標準三角載波信號的波谷值為0，波峰值為Vm，Vm0，則所述第一三角載波信號為標準三角載波信號加上負向直流偏置-Va，-Vm-Va0；所述第二三角載波信號為標準三角載波信號加上正向直流偏置Vb，0VbVm，使得兩個三角載波信號產生部分重疊。

優選地，電壓外環采用比例積分控制器，電流內環采用比例控制器。

本發明具有以下有益效果：