一种基于逆变器无效开关的死区消除方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103296916A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103296916103296916A(43)申请公布日2013.09.11(21)申请号201310170922.2(22)申请日2013.05.10(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号(72)发明人汪飞毛华龙许德志阮毅张巍(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人何文欣(51)Int.Cl.H02M7/5387(2007.01)G01R31/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称一种基于逆变器无效开关的死区消除方法(57)摘要本发明公开一种基于逆变器无效开关的死区消除方法。该方法通过检测逆变桥中某一个功率开关管的反并联二极管的导通关断状态，并将检测的状态信号经过滤波处理和电平比较后得到与电流过零相关的信号。再由此信号进行硬件电路延时，以及逻辑电路处理后划分出逆变器的电流过零区域。从而在此区域内使能所有功率管驱动信号，保留死区时间的加入；在此区域外则根据电流的方向采取使能同一桥臂中有效开关管的驱动信号，而封锁无效开关管的驱动信号，从而达到消除死区时间的效果。本发明提出的死区消除方法采用低成本的纯硬件电路，加入到传统的门极驱动电路上，无需依靠数字控制器的任何处理，便可达到死区消除的效果，抑制死区效应带来的影响。CN103296916ACN103296ACN103296916A权利要求书1/1页1.一种基于逆变器无效开关的死区消除方法，其具体操作步骤如下：（1）通过一个比较检测电路，检测出逆变器任何一个功率管的反并联二极管的导通状态信号，再将其进行滤波和比较处理，得出电流过零信号；（2）利用步骤（1）中检测到的电流过零信号，将其进行延时处理，然后通过一个逻辑电路1输出一个控制信号，此控制信号将电流过零区域，即电流过零点前后的区域划分出来，进行不同区域的驱动信号控制；（3）将步骤（1）和（2）中得到的电流过零信号与控制信号通过一个逻辑电路2对无死区延时的理想PWM信号，进行死区时间的处理后送至驱动电路，从而完成基于无效开关的死区效应消除。2.根据权利要求1所述基于逆变器无效开关的死区消除方法，其特征在于所述步骤（1）中的比较检测电路是通过一个比较器电路检测出逆变桥中的一个反向并联二极管的导通关断状态。3.根据权利要求1所述基于逆变器无效开关的死区消除方法，其特征在于所述步骤（1）中的滤波和比较处理是将检测出的反并联二极管导通状态信号通过一个滤波电路处理后与后级设定的参考电压进行比较输出得到电流过零信号，该信号比实际过零信号滞后trc，即滤波延时。4.根据权利要求1所述基于逆变器无效开关的死区消除方法，其特征在于所述步骤（2）中的延时处理，是通过一个RC延时电路，R可调，将已得到的电流过零信号进行延迟t1得出延时信号1，电流过零信号延迟T-t2得出延时信号2，其中、，为设定的电流过零区域时间，T为逆变器输出交流信号的基波周期。5.根据权利要求1所述基于逆变器无效开关的死区消除方法，其特征在于所述步骤（2）中的逻辑电路1，由电流过零信号及其延时产生的延时信号1、延时信号2三组信号作为逻辑输入，通过后级逻辑电路输出控制信号Vkz，此信号将电流过零点前后的区域划分开来。6.根据权利要求1所述基于逆变器无效开关的死区消除方法，其特征在于所述步骤（2）中的电流过零区域由计算得出。7.根据权利要求1所述基于逆变器无效开关的死区消除方法，其特征在于所述步骤（3）中的逻辑电路2，由来自控制器的理想PWM信号、所得电流过零信号和控制信号作为逻辑电路输入，输出具有死区消除效果的驱动信号。通过该逻辑电路完成电流过零区域内使能所有功率管的PWM驱动信号，而在电流过零区域外，根据电流过零信号，使能T1、T4，禁止T2、T3，或者使能T2、T3，禁止T1、T4。2CN103296916A说明书1/4页一种基于逆变器无效开关的死区消除方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于硬件电路的逆变器无效开关的死区消除方法，该硬件电路包括反并联二极管通断检测电路、逻辑控制电路以及PWM驱动电路。背景技术[0002]现代电力电子技术的飞速发展，极大地促进了交流驱动技术的进步，伴随着各种脉宽调制技术的出现，许多问题也日渐凸显。由于逆变器主电路中的功率开关元件不是理想开关，在同一上下功率管会发生直通现象，因此必须在其驱动信号中设置一段死区时间，以保证同一桥臂上下两功率管不在同一时间发生开通。[0003]起初，逆变器多用于电机控制，加入死区时间会造成电压畸变、转矩脉动甚至整个系统运行不稳定。因此，通过死区补偿策略来弥补这些应用的缺陷。随着现代