專利名稱：逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及逆變電源領(lǐng)域，尤其涉及一種逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法。
背景技術(shù)：
如圖1所示，采用4個(gè)可控功率器件和4個(gè)二極管可組成常用的單相全橋逆變電 路。VD。是逆變電路的直流輸入，A和B兩點(diǎn)是逆變電路的交流輸出。電路中A和B兩橋臂 中上下兩個(gè)功率器件Tl和T2、T3和Τ4不允許同時(shí)導(dǎo)通。把橋臂A和B的工作模式依照功 率器件的通斷工況進(jìn)行定義
上部功率器件導(dǎo)通時(shí)，橋臂的工作模式為1 ；下部功率器件導(dǎo)通時(shí)，橋臂的工作模式為 0。依照此定義，A和B兩橋臂組合在一起的逆變電橋的工作模式有如下4種
10模式Α橋臂Tl或Dl導(dǎo)通，B橋臂Τ4或D4導(dǎo)通；逆變電路輸出Α為正，B為負(fù)； 01模式Α橋臂Τ2或D2導(dǎo)通，B橋臂Τ3或D3導(dǎo)通；逆變電路輸出Α為負(fù)，B為正； 00模式Α橋臂Τ2或D2導(dǎo)通，B橋臂Τ4或D4導(dǎo)通；逆變電路輸出Α和B等電位； 11模式Α橋臂Tl或Dl導(dǎo)通，B橋臂Τ3或D3導(dǎo)通；逆變電路輸出Α和B等電位。在10模式工況下，輸出Uab為正，負(fù)載電流I1增加；在01模式工況下，輸出Uab為 負(fù)，負(fù)載電流I1減少；在00和11模式工況下，輸出Uab為零，負(fù)載電流I1的絕對(duì)值依照負(fù) 載的特性自然衰減，當(dāng)負(fù)載電流I1的絕對(duì)值依照負(fù)載的特性自然衰減的速率小于給定電 流絕對(duì)值衰減的速率時(shí)，負(fù)載電流I1就不能跟隨給定電流而產(chǎn)生了失真。將10模式和01模式稱為非零模式，將00模式和11模式稱為零模式。通過對(duì)逆變電橋的工作模式進(jìn)行控制，可使負(fù)載電流I1跟隨給定電流的變化。經(jīng) 典的控制方法有以下3種
電流跟蹤法負(fù)載電流^與給定電流、相比較后，所得到電流偏差值A(chǔ)i=ig- I1經(jīng)調(diào) 節(jié)器處理后，輸入至后級(jí)采用自然調(diào)制法的控制裝置，將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)寬度的脈沖，驅(qū)動(dòng)相 應(yīng)功率器件動(dòng)作，以達(dá)到負(fù)載電流“跟隨給定電流的變化的目的。此控制過程中，T1、T2、 Τ3、Τ4四個(gè)功率器件至少也僅有2個(gè)參與工作，電路的工作模式變化如圖2所示。由圖2可 知，2個(gè)不相同的非零工作模式不能直接進(jìn)行轉(zhuǎn)換，中間一定要通過零模式，輸出Uab在功率 器件切換瞬間的電壓變化的絕對(duì)值為Vdco此控制方法的主要缺點(diǎn)是跟蹤誤差較大，系統(tǒng)穩(wěn) 定性對(duì)參數(shù)變化較為敏感。遲滯回環(huán)控制法以電流偏差值A(chǔ)i為變量，根據(jù)所設(shè)置的遲滯回環(huán)作為判據(jù)，為 了避免負(fù)載電流I1不能跟隨給定電流而產(chǎn)生的失真，讓電路的工作模式不通過零模式，在2 個(gè)非零模式間直接進(jìn)行切換，使電流偏差值Δι控制在所設(shè)置的遲滯回環(huán)內(nèi)。此控制方法 不僅具有跟蹤速度快及跟蹤精度較高的優(yōu)點(diǎn)，且系統(tǒng)穩(wěn)定性對(duì)參數(shù)變化不敏感，即系統(tǒng)具 有較強(qiáng)的魯棒性；由于在2個(gè)非零模式間直接進(jìn)行工作模式的切換，因此所產(chǎn)生的dv/dt與 di/dt比通過零模式進(jìn)行的切換大，由此所產(chǎn)生的電磁輻射干擾也比較強(qiáng)，不利于系統(tǒng)的穩(wěn) 定工作，這是此控制方法的缺點(diǎn)。
定時(shí)切換控制法以電流偏差值A(chǔ)i為變量，根據(jù)所設(shè)置的周期T檢測(cè)電流偏差 值，當(dāng)電流偏差值A(chǔ)i為正時(shí)，工作模式切換成10;反之，則切換成01。此控制方法的優(yōu)缺 點(diǎn)與遲滯回環(huán)控制法相同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的跟蹤誤差大、魯棒性較弱或電磁 輻射干擾較強(qiáng)等缺陷，提供一種跟蹤速度快、跟蹤精度高、魯棒性較強(qiáng)并具有較弱電磁輻射 干擾的逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法，包括以下步驟
51.根據(jù)預(yù)設(shè)周期檢測(cè)負(fù)載電流I1與給定電流ig的電流偏差值A(chǔ)i，當(dāng)電流偏差值A(chǔ)i 為負(fù)時(shí)，執(zhí)行步驟S2，否則執(zhí)行步驟S3 ；
52.若逆變電橋前一狀態(tài)工作模式為10模式，則切換為零模式，否則切換為01模式；
53.若逆變電橋前一狀態(tài)工作模式為01模式，則切換為零模式，否則切換為10模式。本發(fā)明逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法中，步驟Sl中，在逆變電橋工作模 式切換的兩個(gè)時(shí)刻的中間點(diǎn)檢測(cè)電流偏差值Δ i。本發(fā)明逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法中，步驟S2中，需要切換為零模式 時(shí)，若前一零模式為00模式，則切換為11模式。本發(fā)明逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法中，步驟S2中，需要切換為零模式 時(shí)，若前一零模式為11模式，則切換為00模式。本發(fā)明逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法中，步驟S3中，需要切換為零模式 時(shí)，若前一零模式為00模式，則切換為11模式。本發(fā)明逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法中，步驟S3中，需要切換為零模式 時(shí)，若前一零模式為11模式，則切換為00模式。本發(fā)明逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法中，所述逆變電路電橋工作模式的 定時(shí)切換方法用于控制包含4個(gè)可控功率器件和4個(gè)二極管的單相全橋逆變電路。本發(fā)明逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法的有益效果為能克服現(xiàn)有技術(shù)控 制方法所分別存在的缺點(diǎn)，而把其優(yōu)點(diǎn)綜合在一起，使系統(tǒng)不僅具有跟蹤速度快且跟蹤精 度較高的優(yōu)點(diǎn)，還具有較強(qiáng)的魯棒性和較小的電磁輻射干擾。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中 圖1是現(xiàn)有技術(shù)單向全橋逆變電路示意圖2是采用現(xiàn)有技術(shù)電流跟蹤控制法的逆變電路的工作模式切換示意圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法的循環(huán)示意圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換時(shí)間分配示意圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，以如圖1所示的包含4個(gè)可控功率器件和4個(gè)二極管的單相全橋逆變電路為例進(jìn)行說明。在該實(shí)施例中，一種逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切 換方法，開始于步驟Si。在步驟Sl中，根據(jù)預(yù)設(shè)周期，在逆變電橋工作模式切換的兩個(gè)時(shí) 亥IJ的中間點(diǎn)檢測(cè)負(fù)載電流仁與給定電流ig的電流偏差值Δ 。例如，如圖4所示，tl、t3、 t5……t2n+l為工作模式切換點(diǎn)，t0、t2、t4……t2n為Ai檢測(cè)點(diǎn)，T= At= t2 - tO為 定時(shí)切換周期，即預(yù)設(shè)的時(shí)鐘周期。當(dāng)電流偏差值A(chǔ)i為負(fù)時(shí)，執(zhí)行步驟S2，否則執(zhí)行步驟 S3。在步驟S2中，根據(jù)逆變電橋的前一狀態(tài)工作模式進(jìn)行當(dāng)前狀態(tài)工作模式的切 換。若逆變電橋前一狀態(tài)工作模式為10模式，則根據(jù)前一零模式選擇與前一零模式不同的 另一個(gè)零模式進(jìn)行切換。例如，若前一零模式為00模式，則當(dāng)前狀態(tài)工作模式切換為11模 式。又例如，若前一零模式為11模式，則當(dāng)前狀態(tài)工作模式切換為00模式。若逆變電橋前 一狀態(tài)工作模式不為10模式，例如是00模式或11模式，則當(dāng)前狀態(tài)工作模式切換為01模 式。在步驟S3中，根據(jù)逆變電橋的前一狀態(tài)工作模式進(jìn)行當(dāng)前狀態(tài)工作模式的切 換。若逆變電橋前一狀態(tài)工作模式為01模式，則根據(jù)前一零模式選擇與前一零模式不同的 另一個(gè)零模式進(jìn)行 切換。例如，若前一零模式為00模式，則當(dāng)前狀態(tài)工作模式切換為11模 式。又例如，若前一零模式為11模式，則當(dāng)前狀態(tài)工作模式切換為00模式。若逆變電橋前 一狀態(tài)工作模式不為01模式，例如是00模式或11模式，則當(dāng)前狀態(tài)工作模式切換為10模 式。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，本發(fā)明所提供的逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方 法還可以用于控制其它任意合適的逆變電路。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法的循環(huán)示意 圖。如圖3所示，GM為逆變電橋的工作模式。在該實(shí)施例中，在每個(gè)工作模式切換周期內(nèi) 循環(huán)執(zhí)行上述步驟。本發(fā)明為了避免功率器件換向時(shí)所產(chǎn)生的干擾，在功率器件換向的兩個(gè)時(shí)刻的中 間點(diǎn)進(jìn)行電流偏差值A(chǔ)i的檢測(cè)。本發(fā)明引進(jìn)了零工作模式，每次只有一個(gè)功率器件進(jìn)行 切換，當(dāng)需要在兩個(gè)非零工作模式進(jìn)行切換時(shí)，必須并一定要通過零工作模式，換言之，兩 個(gè)非零工作模式進(jìn)行切換時(shí)，需要兩個(gè)時(shí)鐘周期才能完成。采用本發(fā)明所提供的逆變電路 電橋工作模式的定時(shí)切換方法來控制逆變電源，不僅繼承了現(xiàn)有技術(shù)定時(shí)切換控制方法具 有較好的魯棒性和快速的電流跟隨特性的優(yōu)點(diǎn)，還可以有效地減小dv/dt與di/dt的值，使 逆變電源具有較好的電磁兼容性。另外，本發(fā)明均衡地使用了兩個(gè)零模式，即均衡地使用了 所有功率器件，減小了切換時(shí)功率器件的動(dòng)態(tài)損耗，延長了功率器件的使用壽命。雖然本發(fā)明是通過具體實(shí)施例進(jìn)行說明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離 本發(fā)明范圍的情況下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變換及等同替代。另外，針對(duì)特定情形或材 料，可以對(duì)本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明不局限于所公開的具 體實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。
權(quán)利要求
一種逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法，其特征在于，包括以下步驟S1．根據(jù)預(yù)設(shè)周期檢測(cè)負(fù)載電流il與給定電流ig的電流偏差值Δi，當(dāng)電流偏差值Δi為負(fù)時(shí)，執(zhí)行步驟S2，否則執(zhí)行步驟S3；S2. 若逆變電橋前一狀態(tài)工作模式為10模式，則切換為零模式，否則切換為01模式；S3. 若逆變電橋前一狀態(tài)工作模式為01模式，則切換為零模式，否則切換為10模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法，其特征在于，步驟 Sl中，在逆變電橋工作模式切換的兩個(gè)時(shí)刻的中間點(diǎn)檢測(cè)電流偏差值A(chǔ)i。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法，其特征在于，步驟 S2中，需要切換為零模式時(shí)，若前一零模式為00模式，則切換為11模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法，其特征在于，步驟 S2中，需要切換為零模式時(shí)，若前一零模式為11模式，則切換為00模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法，其特征在于，步驟 S3中，需要切換為零模式時(shí)，若前一零模式為00模式，則切換為11模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法，其特征在于，步驟 S3中，需要切換為零模式時(shí)，若前一零模式為11模式，則切換為00模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法，其特 征在于，所述逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法用于控制包含4個(gè)可控功率器件和4 個(gè)二極管的單相全橋逆變電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及逆變電源領(lǐng)域，尤其涉及一種逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法。本發(fā)明公開了一種逆變電路電橋工作模式的定時(shí)切換方法，包括以下步驟S1．根據(jù)預(yù)設(shè)周期檢測(cè)負(fù)載電流il與給定電流ig的電流偏差值Δi，當(dāng)電流偏差值Δi為負(fù)時(shí)，執(zhí)行步驟S2，否則執(zhí)行步驟S3；S2.若逆變電橋前一狀態(tài)工作模式為10模式，則切換為零模式，否則切換為01模式；S3.若逆變電橋前一狀態(tài)工作模式為01模式，則切換為零模式，否則切換為10模式。本發(fā)明可以使逆變電源裝置不僅具有跟蹤速度快且跟蹤精度較高的優(yōu)點(diǎn)，還具有較強(qiáng)的魯棒性和較小的電磁輻射干擾。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK101958661SQ20101051325
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者戴建華 申請(qǐng)人:深圳市科奧信電源技術(shù)有限公司