[实用新型]用于变频器三相桥式逆变回路硬件死区补偿的检测电路

说明书

技术领域

本实用新型属于变频器电子技术领域，特别涉及到一种用于变频器三相桥式逆变回路硬件死区补偿的检测电路。

背景技术

传统变频器的三相桥式逆变回路中，同一桥臂的两个开关器件IGBT的工作为互补状态。由于一般开关器件IGBT的开通时间小于关断时间，因此如果将互补的控制信号加到同一桥臂的两个开关器件IGBT的门极上，那么这两个开关器件IGBT将会发生直通。必须在开关器件IGBT开通和关断之间设置一段死区时间。

上述死区的存在使变频器不能完全精确地复现控制信号的波形，输出电压产生幅值和相位的误差，直接影响电动机运行性能，其主要后果会使输出电压基波幅值降低，电流波形发生畸变，在低频以及高载波频率时，会使电机电磁转矩发生较大脉动，严重地影响了系统运行性能。

传统的软件死区检测分为直接检测电流过零点和电流矢量判断电流过零点。直接检测电流过零点计算比较简单，CPU负担较轻。但直接检测电流过零点对电流噪声、电流幅值和频率变化都有较大的敏感性。特别是电机在低频运行的情况下,由于存在着零电流钳位现象和脉宽调制噪声的影响，开关频率附近的谐波分量较多, 在零点附近使得电流方向的判断出现错误, 从而使得在过零点时死区效应更加恶化。通常采用的方法是对定子电流进行滤波处理。但滤波环节的引入却加剧了对电流极性实时监测的难度,带来检测信号滞后的问题,严重的检测滞后则会破坏对死区时间的正确补偿。通过电流矢量判断电流过零点方法是通过在旋转坐标系下进行变换, 将三相定子电流转换成空间电流矢量, 由电流矢量的相角间接判断三相定子电流的极性，对死区进行补偿。三相定子电流的基波分量在同步旋转坐标系中则表现为直流分量，对该直流分量进行滤波处理，对幅值、相位均不会产生影响。该方法避免了直接检测电流过零点并进行滤波处理所带来的问题，但要进行坐标变化，计算量较大，CPU负担较重。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种能够实时准确地检测变频器三相桥式逆变回路的上、下桥臂实际导通时间，并为后续补偿电路判断电流过零点采集实时准确信号的用于变频器三相桥式逆变回路硬件死区补偿的检测电路。

本实用新型的用于变频器三相桥式逆变回路硬件死区补偿的检测电路包括：

连接于变频器三相桥式逆变回路的上、下桥臂之间，用于检测下桥臂IGBT集电极-发射极状态的导通关断时间检测单元；

与导通关断时间检测单元的输出端相连，用于将导通关断时间检测单元的输出信号与母线电压进行比较的导通关断时间检测比较单元；

与导通关断时间检测比较单元的输出端相连，用于隔离高压侧与低压侧的光耦单元。

本实用新型的用于变频器三相桥式逆变回路硬件死区补偿的检测电路的工作步骤及原理如下：

1、导通关断时间检测单元检测下桥臂IGBT集电极-发射极的电压，从而判断出桥臂IGBT集电极-发射极的导通关断状态，并将检测到的下桥臂IGBT集电极-发射极电压输出至导通关断时间检测比较单元；

2、导通关断时间检测比较单元将下桥臂IGBT集电极-发射极电压与母线电压进行比较，产生驱动光耦的信号；为了在接近下桥臂IGBT关断高压和导通低压时触发比较器并能够准确的反应出IGBT导通和关断时间，导通关断时间检测比较单元将下桥臂IGBT集电极-发射极电压、母线电压分别按比例缩小后再进行比较；

3、光耦单元隔离高压侧与低压侧，并将导通关断时间检测比较单元的输出信号作为死区的检测信号传输出去，以供后续补偿电路作为判断电流过零点的依据。

上述单片机的具体处理可以根据具体的情况来设定，此处不再赘述。

具体来说，所述导通关断时间检测单元由串联的第一检测以及比例缩小电阻R1和第二检测以及比例缩小电阻R2构成，所述第一检测以及比例缩小电阻R1连接于变频器三相桥式逆变回路的上、下桥臂之间，所述第一检测以及比例缩小电阻R1和第二检测以及比例缩小电阻R2的接点为导通关断时间检测单元的输出端。