[发明专利]逆变器低开关损耗的电流控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器的电流控制方法，特别是逆变器低开关损耗的电流控制方法。

背景技术

传统的逆变器对负载电流进行控制时，每一相桥臂的上下两个功率管都作开关斩波，使得各相电流分别达到其给定值。这样，逆变器功率管的开关工作多，尤其是在大电流情况下，开关损耗和电应力显著。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种能有效降低用于电流控制的逆变器功率管的开关损耗和电应力，提高系统效率和功率管使用寿命的逆变器低开关损耗的电流控制方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的逆变器低开关损耗的电流控制方法，包括采用m相逆变器，其中m≥1，其特征是将m相逆变器的一个电周期等分成2m个子区间，在每个子区间内选择电流绝对值最大的相作为常通相，其他电流较小的m-1个相均作为斩波相；常通相所对应的逆变器桥臂的上功率管、下功率管均不作开关斩波，仅保持其中的一个为始终导通，另一个为始终关断；每个斩波相所对应的逆变器桥臂的的上功率管、下功率管均作开关斩波。由此可以减少逆变器功率管在大电流时的开关工作，降低逆变器功率管的开关损耗和电应力。

子区间的划分判据为：在一个子区间内，只有一相的电流绝对值为最大。这一相就取为常通相，其余的m-1相为斩波相。例如，m相逆变器，用第k相表示，k＝1、2、......、m，则电流是ik＝I*sin[ωt-(k-1)*2π/m]，则第1个子区间是ωt＝[(m-1)*π/(2m)]～[(m+1)*π/(2m)]的范围，第2个子区间比第1个延后π/m，依次类推，共2m个子区间。则第1个和第m+1个子区间内第1相的电流最大，因此取第1相为常通相，其余m-1相为斩波相；其余子区间依次类推。

当常通相的电流为正，则常通相所对应的逆变器桥臂的上功率管保持导通、下功率管保持关断；当常通相的电流为负，则常通相所对应的逆变器桥臂的下功率管保持导通、上功率管保持关断。

本发明得到的逆变器低开关损耗的电流控制方法，根据任意相数的逆变器，其各相电流之和为零，因此，实际上只要控制其中的m-1相电流达到给定值，则剩余一相的电流自然就被控制到给定值。本发明就是利用上述原理，将逆变器中电流较小的m-1相作开关斩波，而对电流最大的那相不作开关斩波，仅为电流提供流通路径。由此可以减小逆变器的开关损耗和电应力，同时实现方法简单，实用性强。

附图说明

图1为实施例1中三相逆变器各子区间的划分示意图及电流示意图；

图2为实施例1中三相逆变器控制三相负载电流的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供的三相逆变器，令三相负载电流为对称的正弦电流，则i1+i2+i3＝0。在一个电周期内共分成6个子区间，每个子区间内只有一相电流的绝对值最大。

如图2所示，在任意子区间内，两个斩波相所对应的逆变器桥臂的的上功率管、下功率管均作开关斩波，控制其电流达到各自的正弦给定值；一个常通相所对应的逆变器桥臂的上功率管、下功率管均不作开关斩波，则其电流自然被约束到给定值。例如，在第1子区间内，逆变器第2相和第3相桥臂的功率管作开关斩波，第1相桥臂的上功率管保持导通、下功率管保持关断；在第4子区间内，逆变器第2相和第3相桥臂的功率管作开关斩波，第1相桥臂的下功率管保持导通、上功率管保持关断。其他四个子区间的开关情况类似。这样，在任意时刻只有四个功率管在作开关斩波；相比之下，传统逆变器控制方法有六个功率管在作开关斩波，且额外的两个功率管中有大电流通过，因此开关损耗和电应力很大。

对三相逆变器而言，各个桥臂的开关情况如表1所示。

注：“1”表示逆变器该相桥臂的上功率管始终导通，下功率管始终关断；“0”表示逆变器该相桥臂的下功率管始终导通，上功率管始终关断；“1/0”表示逆变器该相桥臂的上下功率管作开关斩波。