[其他]脈沖寬度調(diào)制(PWM)變換器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86100937
• 申請(qǐng)日: 1986-02-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86100937A
• 公開(kāi)（公告）日: 1986-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 威廉姆·羅伯特·卡普?qǐng)D;阿蘭·勞斯·胡森;肯尼思·康·利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西屋電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M7/44
• 分類(lèi)號(hào): H02M7/44
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利代理部
• 代理人: 沙捷

本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)是關(guān)于變換器的，特別是關(guān)于能在一個(gè)電壓固定的直流電源下工作的脈沖寬度調(diào)制（PWM）變換器。

在某些應(yīng)用中，希望能由一個(gè)具有固定輸出電壓的直流電源（如一組電池）來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)三相負(fù)載，例如一臺(tái)交流感應(yīng)電機(jī)，而無(wú)基波的諧波。由于電池昂貴，因而就希望能夠從現(xiàn)有的直流電壓中獲得最大的線-線有效值（RMS）電壓。

本發(fā)明首要目的是提供一種使三相變換器輸出電壓的有效值增到最大的方法和裝置，以便將產(chǎn)生該電壓所需要的電池?cái)?shù)量降至最少。

從這個(gè)目的來(lái)看，本發(fā)明屬于把一個(gè)脈（沖）寬（度）調(diào)制或者PWM變換器的三相輸出電壓增至最大的一種方法，而這種變換器是工作于有固定的上限和下限電壓的直流電源，該方法包括的步驟為：產(chǎn)生基本上是按正弦變化的極電壓，而該電壓在鄰近于電源電壓的各極限值的預(yù)定區(qū)域內(nèi)是無(wú)值的;將各極電壓在每個(gè)半周內(nèi)轉(zhuǎn)換到預(yù)定的固定電源電壓極限值;結(jié)果引起階躍變化，極電壓的波形從大體上的正弦波形變化到固定的極限值;然后，在預(yù)定的相應(yīng)極電壓固定不變時(shí)，改變每個(gè)極電壓的波形;這樣合成的三相極-極電壓波形便為正弦波了。

本發(fā)明進(jìn)一步歸結(jié)于一個(gè)按上述方法工作的PWM變換器，并在PWM變換器中設(shè)有一個(gè)按照權(quán)利要求1的方法進(jìn)行工作的三相橋該P(yáng)WM變換器包括：具有三個(gè)電源電極的三相橋路，可連到一個(gè)有預(yù)定的固定上限和下限電壓極限值的單向電源上的直流輸入端子;和可連到一個(gè)負(fù)載電路上的交流輸出端子;還包括有用于控制電源電極導(dǎo)通時(shí)間的控制裝置，以提供大致上是正弦波的極電壓，該電壓在供電電源的上限和下限值之間交替變化，并不進(jìn)入靠近每個(gè)極值的預(yù)定區(qū)域;而且，所說(shuō)的控制裝置含有在預(yù)定的電角度數(shù)內(nèi)將每個(gè)極電壓的每一半周轉(zhuǎn)換到電源的預(yù)定的固定電壓極值，結(jié)果產(chǎn)生從大致上為正弦波變化的波形變到相應(yīng)的固定極限電壓的階躍變化，以增加從單向電源中獲得的最大的極-極電壓的有效值。

從以下參照有關(guān)附圖所作的典型描述中，對(duì)本發(fā)明將更易于理解，附圖中：

圖1為一個(gè)變換器電源部份的簡(jiǎn)化線路圖，該電源部分用于從電壓固定的直流電源，如一電池組，向一個(gè)感應(yīng)電機(jī)之類(lèi)的三相負(fù)載供電。

圖2為一失量圖，畫(huà)出了電極對(duì)參考點(diǎn)的電壓，以及得出的圖1所示變換器的極-極電壓。

圖3表示用了六步調(diào)制方法的兩個(gè)極電壓的波形，以及得出的極-極電壓。

圖4為由PWM技術(shù)產(chǎn)生的理想極電壓和極-極電壓波形圖。

圖5表示一個(gè)在給定的直流輸入電壓的情況下所能產(chǎn)生的理論上的最大正弦輸出電壓的極電壓和極-極電壓波形圖。

圖6表示圖5中的極電壓和極-極電壓波形圖，其不同之處是含有用于電源電極的電源轉(zhuǎn)換裝置的“開(kāi)”和“關(guān)”時(shí)間限定。

圖7表示按本發(fā)明的旨意構(gòu)成的極電壓波形，以及得到的正弦極-極電壓的圖。

圖8表示按本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例組成的以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的線路圖。

圖9表示一個(gè)貯存在圖8所示的計(jì)算機(jī)的只讀存貯器（ROM）中的查尋表內(nèi)的極電壓波形。

圖10和11表示在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例中，如圖9所示的波形如何分成兩種成分并存貯到查尋表內(nèi)。

圖12和圖13分別表示了圖10和圖11中的波形也可以進(jìn)行安排存貯在兩個(gè)查尋表中。

圖14表示圖10-圖13中有關(guān)的兩個(gè)查尋表如何存貯在一個(gè)卷繞（Wraparound）的查尋表內(nèi)。

圖15為圖8所示的計(jì)算機(jī)的啟始程序的流程圖。

圖16為控制電源電極切換的中斷驅(qū)動(dòng)程序流程圖。

圖17表示應(yīng)用圖10和圖11的查尋表時(shí)為電源電極間準(zhǔn)備信號(hào)的主控制程序圖。

圖17A為當(dāng)使用圖12和圖13的查尋表時(shí)為電源電極準(zhǔn)備信號(hào)的圖17所示流程圖的修正部分。

圖18表示雙邊調(diào)制，

圖19是繪出含有持續(xù)時(shí)間計(jì)時(shí)器的時(shí)間值和給每一持續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)電源電極的信號(hào)的先進(jìn)先出（FIFO）棧的隨機(jī)存取存貯器（RAM）圖。

圖20表示單（后端）邊調(diào)制。

圖21是繪出當(dāng)每一持續(xù)時(shí)間間隔時(shí)含有電源電極的時(shí)間值和信號(hào)的FIFO棧的隨機(jī)存取存貯器（RAM）圖。

圖22為一RAM圖，設(shè)定了圖15，16和17中所示程序的計(jì)時(shí)值和其它變量。