[发明专利]逆变电源输出电流控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术，特别涉及逆变电源电流控制技术。

背景技术

随着人类文明的高速发展，石油、煤等传统能源的资源越来越紧张。另外 一方面，环保观念深入人心，电能被越来越广泛的应用。随着电能应用的推广， 提高电能应用的效率，已经变得越来越重要和紧迫，特别是在电能应用中不可 或缺的功率控制环节，更与电能利用的效率关系密切。

逆变电源是一种广泛应用于开关电源、变频调速及感应加热领域的装置。 逆变电源的基本组成包括直流电源、逆变电桥(由开关器件，如可控硅、IGBT ——绝缘栅双极晶体管等构成)脉冲发生器、驱动电路组成。通过控制逆变电 源输出量(电流或电压)，可以对后续负载功率进行调整和控制。现有技术一般 采用改变逆变电桥驱动脉冲一般为脉宽调制波(PWM)波形，如脉冲占空比、脉 冲频率等进行控制。这些控制方法的共同缺点是，逆变电桥的开关器件损耗大， 效率低，而且改变脉冲频率的控制方式，不适合那些需要提供稳定频率的应用 场合，如工作在谐振状态的感应加热装置，以及某些变频调速系统等。另一种 控制方法是调整逆变电源中直流电源的输出电压，这是非常困难的，特别是对 于高压大功率直流电源，这种控制方式不但实现相当困难，而且控制装置结构 复杂，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种逆变电源输出电流控制方法， 以提高电源效率，降低控制装置成本。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，逆变电源输出电流控制方 法，包括以下步骤：

a.检测输出电流的大小；

b.当输出电流大于设定值时，根据逆变电桥当前工作模式按如下顺序改变 逆变电桥工作模式：全桥模式→半桥模式→衰减模式；

c.当输出电流小于设定值时，根据逆变电桥当前工作模式按如下顺序改变 逆变电桥工作模式：衰减模式→半桥模式→全桥模式；

所述衰减模式为：电路处于自由谐振状态，谐振电流会逐渐减小。

本发明的有益效果是，采用简单的控制装置即可实现，降低了控制装置成 本，提高了电源效率，可以不改变输出电流频率，适用范围广。

附图说明

图1是感应加热装置结构示意图；

图2是图1中逆变电桥4只IGBT导通状态与对应驱动脉冲的关系及电流波 形示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

本发明采用高速(100MHz)数字信号处理器(DSP)检测逆变电桥的输出电 流，能够对输出电流的变化作出快速反应。DSP自带的PWM信号发生器模块，可 以产生精确的PWM信号，用于驱动IGBT。通过软件改变PWM的组合，达到改变 逆变电桥中4只IGBT的导通组合状态，使逆变桥在全桥模式、半桥模式、衰减 模式间切换，从而调整逆变电源输出电流。

逆变电桥的输出电流通过ADC采样，变换成数字信号输入DSP。当DSP在 PWM的某个周期检测到输出电流大于设定值时，DSP根据该时刻PWM的组合状 态，可以得知逆变电桥当前的工作模式。DSP在PWM该周期的后半周期，改变 PWM的组合，将逆变电桥的工作模式切换到比当前模式输出电流更小的模式，以 减小输出电流。如果检测到电流大于设定值，并且逆变电桥当前工作模式为全 桥模式，则切换到半桥模式或衰减模式；如果输出电流大于设定值时，逆变电 桥正工作在半桥模式，则将其切换到衰减模式。

实施例

下面以感应加热装置为例，进一步对本发明的技术方案进行描述。

如图1所示，感应加热装置由逆变电源、耦合变压器(由互感线圈L1、L2 构成)、加热线圈L3等几部份构成。图中逆变电源包括DSP构成的PWM信号发 生器，直流电源V1，4只IGBT(U1、U2、U3、U4)构成的逆变电桥，以及互感 线圈L4、L5和电阻R1组成的输出电流采样电路。DSP输出的PWM信号通过光电 隔离电路接入IGBT驱动电路，驱动IGBT电桥按要求工作。输出电流的设定值 可以采用PC机通过串口传给DSP。图中鉴相电路根据采样的电流信号，控制DSP 输出的PWM信号频率，绝对值电路用于检测输出电流的大小。图中DSP选用德 州仪器的TMS320F2801SP处理器。