專利名稱：逆變器的制作方法
逆變器
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種配置為從電源接收電力的逆變器，其轉(zhuǎn)換該電力為DC、轉(zhuǎn)換該DC 為AC和提供該AC給負(fù)載以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，和更特別地，涉及一種配置為精確地檢測(cè)提供給負(fù)載的電流和精確地檢測(cè)接地故障電流的產(chǎn)生的逆變器。背景總的來說，小尺寸便宜的逆變器屬于在全世界范圍最大數(shù)量被銷售和由許多制造業(yè)的公司經(jīng)歷了激烈的競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品族。即，許多制造業(yè)的公司發(fā)起激烈的競(jìng)爭(zhēng)以發(fā)展便宜的小尺寸逆變器，因此，許多技術(shù)作為這些努力回報(bào)的結(jié)果而得到發(fā)展。使用低價(jià)模塊的逆變器的發(fā)展，和由分流電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鳈z測(cè)方法的電流檢測(cè)的算法的發(fā)展，省略了作為電流檢測(cè)元件的傳統(tǒng)的霍耳元件或電流檢測(cè)傳感器，可以作為部分例子。使用分流電阻的所述電流檢測(cè)方法可包括輸出端子分流器、直流鏈接端子分流器和在開關(guān)元件的發(fā)射極與接地線之間的支流分流方法，其中所述支流分流方法是在所述分流方法中使用最廣泛的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于提供一種配置為精確地檢測(cè)提供給負(fù)載的電流的逆變器。進(jìn)一步地，本發(fā)明致力于提供一種配置為通過在開關(guān)元件的發(fā)射極和接地線之間形成分流電阻和穿過分流電阻使用電壓來精確地檢測(cè)提供給負(fù)載的電流的逆變器。而且，本發(fā)明致力于提供一種配置為精確地確定接地故障電流是否已經(jīng)產(chǎn)生的逆變器。在本發(fā)明的一個(gè)總的方面，提供了一種逆變器，其包括開關(guān)單元，其配置為通過響應(yīng)于多個(gè)PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)而切換DC(直流)電力來產(chǎn)生三相AC(交流)電力并將所產(chǎn)生的AC電力提供給負(fù)載；電流檢測(cè)器，其配置為通過使用三相電壓來檢測(cè)從接地線經(jīng)所述開關(guān)單元而流向負(fù)載的三相電流；控制器，其配置為產(chǎn)生多個(gè)PWM信號(hào)以控制開關(guān)單元的切換操作；和多個(gè)ADC (AC到DC)轉(zhuǎn)換器，所述電流檢測(cè)器在ADC轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換三相電壓為數(shù)字電壓并輸出該數(shù)字電壓給控制器，其中所述控制器對(duì)在由多個(gè)ADC所輸出的三相電壓中的使用除了在多個(gè)PWM信號(hào)中具有最大寬度的一相之外的兩相電壓的相應(yīng)相的電流進(jìn)行檢測(cè)，并使用被檢測(cè)的兩相電流來計(jì)算剩余相的電流。在本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例中，所述逆變器可以進(jìn)一步包括配置為對(duì)AC進(jìn)行整流的整流單元，和配置為通過對(duì)所述整流單元的輸出電力進(jìn)行平滑來產(chǎn)生DC電力的平滑單元。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，所述逆變器可以進(jìn)一步包括接地故障電流檢測(cè)器，其配置為通過使用電壓來檢測(cè)經(jīng)過所述開關(guān)單元而流向負(fù)載的接地故障電流，其中所述控制器通過將由所述接地故障電流檢測(cè)器檢測(cè)到的電壓電平與預(yù)定的參考電壓進(jìn)行比較來確定接地故障電流是否已經(jīng)產(chǎn)生。在本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例中，所述逆變器進(jìn)一步包括多個(gè)電阻，其配置為對(duì)由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)的電壓使用線或進(jìn)行合并；和比較器，其配置為將經(jīng)過線或的電壓與預(yù)定的參考電壓進(jìn)行比較，并將所述電壓輸出給所述控制器，其中所述控制器可以使用來自所述比較器的輸出信號(hào)來確定接地故障電流是否已經(jīng)被產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的所述逆變器具有有益的效果，即分流電阻被用來檢測(cè)提供給負(fù)載的電流，從而降低了所述逆變器的生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明的所述逆變器還具有有益的效果，即從所述平滑單元的加號(hào)端子提供給所述負(fù)載的電流被檢測(cè)以精確地確定接地故障電流是否已經(jīng)被產(chǎn)生，且接地故障電流的產(chǎn)生可以使用從所述平滑單元的負(fù)號(hào)端子流向所述負(fù)載的電流而檢測(cè)到。本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)、目的和特性將在接下來的說明書中部分被闡述和對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說通過考察下文可以部分變得清晰或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中被學(xué)到。本發(fā)明的客觀的和其他的優(yōu)點(diǎn)可以通過在描述的說明書、權(quán)利要求以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)來被實(shí)現(xiàn)和獲得。應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明的在前的總的描述和之后的詳細(xì)描述是示例性和解釋性的，并且如聲明的那樣將提供本發(fā)明進(jìn)一步的解釋。附圖簡(jiǎn)要說明被概括用來提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步理解和被合并一起而組成本申請(qǐng)的一部分的附圖闡明了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與說明書一起用來對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行解釋，其中相同的參考數(shù)字被用于相同或等同的部分或元件。在附圖中

圖1為顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的逆變器的配置的示意圖；圖2為顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的逆變器的配置的示意圖；圖3a至3d為顯示了應(yīng)用到圖2的開關(guān)單元的開關(guān)信號(hào)的示意圖；圖如至48為合并電流的波形圖，其中提供給圖2的所述開關(guān)單元的負(fù)載的A相、 B相和C相電流，流向分流電阻的A相、B相和C相電流以及流向分流電阻的A相、B相和C 相電流被合并；圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的逆變中的電流檢測(cè)電路的配置的電路圖；圖6為顯示了根據(jù)本發(fā)明的逆變器中提供給多個(gè)開關(guān)元件的PWM信號(hào)的示意圖；圖7a至7f為顯示了根據(jù)本發(fā)明的逆變器中應(yīng)用到多個(gè)開關(guān)元件的PWM信號(hào)類型的示意圖。
具體實(shí)施例方式下文中，本發(fā)明的示例性實(shí)施例將參考附圖被詳細(xì)地描述。在圖中，組元的尺寸或形狀可以為了清楚和方便而被夸大。特殊的術(shù)語將被定義以使用發(fā)明人所知的最好的方式來描述本發(fā)明。相應(yīng)地，在說明書和權(quán)利要求書中使用的專門的術(shù)語或詞語的含義不應(yīng)當(dāng)被限定為字面上或通常使用的意思，而應(yīng)當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的精神和范圍來解釋。因此這些術(shù)語的限定可以基于整個(gè)說明書的內(nèi)容來確定。
圖1為顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的逆變器的配置的示意圖，其中附圖標(biāo)記100為整流單元。整流單元100可以使用多個(gè)整流二極管(D1-D6)來對(duì)輸入的三相AC電力進(jìn)行整流并轉(zhuǎn)換該為脈流電力(pulsating current power)。平滑單元110使用平滑電容(Cl)對(duì)經(jīng)過整流單元100整流的脈流電力進(jìn)行平滑并轉(zhuǎn)換經(jīng)平滑的脈流電力到DC電力。浪涌電流阻止單元120被配置為使得電阻(Rl)和晶閘管(SCRl)并聯(lián)連接以阻止額外的初始浪涌電流流入所述平滑電容(Cl)。再生制動(dòng)單元130被以這樣的方式配置平滑電容(Cl)的加號(hào)端子通過并聯(lián)的電阻R2和反向二極管D7而被連接到開關(guān)元件(IGBTl)的集電極，并且開關(guān)元件(IGBTl)的發(fā)射極被連接到平滑電容(Cl)的負(fù)號(hào)端子。開關(guān)單元140被以這樣的方式配置兩兩串聯(lián)連接的多開關(guān)元件(IGBT2-IGBT7) 被響應(yīng)于控制器(未示出)的控制而有選擇地切換以轉(zhuǎn)換平滑電容(Cl)的輸出電力為AC 電力，其中轉(zhuǎn)換得到的AC電力被輸出到負(fù)載150。電流檢測(cè)器160被以這樣的方式配置電流變壓器(CT1-CT3)被置于開關(guān)單元 140和負(fù)載150之間，其中從開關(guān)單元140提供給負(fù)載150的AC電力的電流被檢測(cè)到。如此配置的逆變器通過使用多個(gè)安裝在整流單元100處的整流二極管(D1-D6)對(duì)從外部提供的三相AC電力進(jìn)行整流而產(chǎn)生脈動(dòng)波電力。經(jīng)過整流單元100整流的脈動(dòng)波電力通過經(jīng)浪涌電流阻止單元120而給平滑單元110的平滑電容(Cl)充電而被轉(zhuǎn)換為DC 電力。此時(shí)，當(dāng)在平滑電容(Cl)中沒有電力被充入時(shí)，過多的電流在初始階段從整流單元100流向平滑電容(Cl)，因此平滑電容(Cl)會(huì)被過多的電流破壞。因此，當(dāng)沒有電力充入平滑電容(Cl)中時(shí)，控制器控制在初始階段將浪涌電流阻止單元(120)的晶閘管控制在阻塞狀態(tài)下。因此，經(jīng)過整流單元100整流的脈動(dòng)波電力被通過電阻(Rl)的給平滑電容 (Cl)充電的電流所限制，因此過多的浪涌電流能夠被阻止產(chǎn)生。在這種情況下，假如延遲預(yù)定時(shí)間以允許平滑電容(Cl)被電流充分充電，且沒有過多的浪涌電流流過，控制器將晶閘管(SCRl)控制在導(dǎo)通狀態(tài)下，因此，由整流單元100整流的脈流電力通過晶閘管(SCRl)對(duì)平滑電容(Cl)充電。在這種狀態(tài)下，控制器輸出PWM信號(hào)到安裝在開關(guān)單元140處的多個(gè)開關(guān)元件 (IGBT2-IGBT7)的門，因此，多個(gè)開關(guān)元件(IGBT2-IGBT7)能夠可選擇地被切換。接下來，多個(gè)開關(guān)元件(IGBT2-IGBT7)可選擇地閉合/打開并切換以轉(zhuǎn)換充入平滑電容(Cl)的DC電力為AC電力，其中轉(zhuǎn)換得到的AC電力被輸出給負(fù)載150且負(fù)載150 被驅(qū)動(dòng)。此外，在負(fù)載150將被制動(dòng)的情況下，再生能量從負(fù)載150產(chǎn)生，并且通過開關(guān)單元140被充到平滑電容(Cl)中，因此平滑電容(Cl)使用過電壓被充電，以及平滑電容(Cl) 會(huì)被過充電壓破壞。因此，在負(fù)載150將被制動(dòng)的情況下，控制器閉合再生制動(dòng)單元130的開關(guān)元件 (IGBTl)，且當(dāng)開關(guān)元件(IGBTl)閉合時(shí)，在負(fù)載150處產(chǎn)生的經(jīng)過開關(guān)單元140的再生能量流經(jīng)電阻(R2)和開關(guān)元件(IGBTl)，因此，阻止了使用過電壓對(duì)平滑電容(Cl)充電。
此外，如上所述，從開關(guān)單元140輸出到負(fù)載150的AC電力的電流被位于電流檢測(cè)器160處的多個(gè)電流變壓器(CTl-CH)檢測(cè)到，其中檢測(cè)到的電流被輸入到控制器?？刂破饔?jì)算由多個(gè)電流變壓器(CTl-CH)檢測(cè)到的電流的總和，且如果所計(jì)算的電流總和大于預(yù)定的參考電流，控制器確定接地故障電流已經(jīng)產(chǎn)生并且隨后預(yù)定的動(dòng)作相應(yīng)地執(zhí)行。如此配置的逆變器檢測(cè)使用多個(gè)電流變壓器(CT1-CT3)的開關(guān)單元140提供給負(fù)載150的電流，并確定接地故障電流的產(chǎn)生。然而，應(yīng)注意到多個(gè)電流變壓器(CT1-CT3)是昂貴的。因此，假如為了構(gòu)造便宜的小尺寸的逆變器而在多個(gè)電流變壓器(CT1-CT3)的場(chǎng)合使用便宜的分流電阻，那么檢測(cè)電流檢測(cè)算法和接地故障電流的產(chǎn)生的對(duì)策將被執(zhí)行是勢(shì)在必行的。同時(shí)，存在兩種類型的接地故障電流，即，從電容(Cl)開始流經(jīng)開關(guān)單元140的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT2、IGBT4、IGBT6)和負(fù)載150而流向地的接地故障電流，和從負(fù)載150開始流經(jīng)開關(guān)單元140的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT3、IGBT5、IGBT7)而流向地的接地故障電流。然而，如此配置的逆變器僅能夠檢測(cè)從負(fù)載150開始流經(jīng)開關(guān)單元140的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT3、IGBT5、IGBT7)而流向地的接地故障電流，而不能檢測(cè)從電容(Cl)開始流經(jīng)開關(guān)單元140的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT2、IGBT4、IGBT6)和負(fù)載150而流向地的接地故障電流。圖2為顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的逆變器的配置的示意圖，其中附圖標(biāo)記200為整流單元。整流單元200可以使用多個(gè)整流二極管(D11-D16)對(duì)輸入的三相AC電力進(jìn)行整流并轉(zhuǎn)換該電力為脈流電力。平滑單元210使用平滑電容(Cll)對(duì)經(jīng)過整流單元200整流的脈流電力進(jìn)行平滑并轉(zhuǎn)換平滑后得到的脈流電力為DC電力。浪涌電流阻止單元220被以這樣的方式配置電阻(Rll)和晶閘管(SCRll)并聯(lián)連接以阻止過多的初始浪涌電流流入平滑電容(Cll)。再生制動(dòng)單元230被以這樣的方式配置平滑電容(Cll)的加號(hào)端子經(jīng)過并聯(lián)的電阻R12和反向二極管D17被連接到開關(guān)元件(IGBTll)的集電極，且開關(guān)元件(IGBTll) 的發(fā)射極被連接到平滑電容(Cll)的負(fù)號(hào)端子。開關(guān)單元240被以這樣的方式配置兩兩串聯(lián)連接的多開關(guān)元件 (IGBT12-IGBT17)被響應(yīng)于控制器(未示出)的控制而有選擇地切換以轉(zhuǎn)換平滑電容 (Cll)的輸出電力為AC電力，其中轉(zhuǎn)換得到的AC電力被輸出到負(fù)載250。電流檢測(cè)器260被以這樣的方式配置分流電阻(R13、R14、R15)被相應(yīng)地連接在接地線和開關(guān)單元240的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT13、IGBT15、IGBT17)的發(fā)射極之間，且由經(jīng)過分流電阻(R13、R14、R15)的電壓檢測(cè)由開關(guān)單元240提供給負(fù)載250的電流。接地故障電流檢測(cè)單元270被以這樣的方式配置電阻(R16)被連接在平滑電容 (Cll)和再生制動(dòng)單元230之間以檢測(cè)來自平滑電容的流經(jīng)再生制動(dòng)單元230和開關(guān)單元240提供給負(fù)載250的電流。如此配置的逆變器能夠通過安裝在整流單元200處的多個(gè)整流二極管(D11-D16) 對(duì)從外部提供的三相AC電力進(jìn)行整流而產(chǎn)生脈動(dòng)波電力。經(jīng)整流單元200整流的脈動(dòng)波電力通過浪涌電流阻止單元220而充入平滑單元210的平滑電容(Cll)而被轉(zhuǎn)換為DC電力。此時(shí)，當(dāng)沒有電力充入平滑電容(Cll)時(shí)，過多的電流在初始階段從整流單元200 流向平滑電容(Cll)，因此平滑電容(C 11)會(huì)被過多的電流破壞。因此，當(dāng)平滑電容(Cll) 中的電力沒有被充入時(shí)，控制器在初始階段將浪涌電流阻止單元220的晶閘管(SCRll)控制在阻塞狀態(tài)下的。因此，由整流單元200整流的脈動(dòng)波電力被經(jīng)由電阻(Rll)以給平滑電容(Cll)充電的電流限制，因此，過多的浪涌電流被阻止產(chǎn)生。在這種情況下，在延遲預(yù)定時(shí)間以允許平滑電容(Cll)由電流完全充電和沒有過多的浪涌電流流出的情形下，控制器將晶閘管(SCRll)控制在導(dǎo)通狀態(tài)下，因此，由整流單元200整流的脈流電力經(jīng)晶閘管(SCRll)被充入平滑電容(Cll)。在這種狀態(tài)下，控制器輸出PWM信號(hào)到安裝在開關(guān)單元240處的多個(gè)開關(guān)元件 (IGBT12-IGBT17)的門，因此，多個(gè)開關(guān)元件(IGBT2-IGBT7)可以被有選擇地切換。例如，如圖3a所示，控制器將參考電壓(Vref_A、Vref_B、Vref_C)與三角波(Vcar) 進(jìn)行比較以產(chǎn)生如圖:3b、3c和3d所示的PWM信號(hào)，其中產(chǎn)生的PWM信號(hào)被提供給開關(guān)單元 240的開關(guān)元件(IGBT12、IGBT14、IGBT16)的門以用于切換?？刂破饕驳罐D(zhuǎn)顯示在圖3b、3c 和3d中的PWM信號(hào)，其中反向的PWM信號(hào)被提供給開關(guān)單元240的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT13、 IGBT15、IGBT17)的門以用于切換。接下來，安裝在開關(guān)單元140處的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT12-IGBT17)被有選擇地切換，因此，充入平滑電容(Cll)的DC電力被轉(zhuǎn)換為三相AC電力，且轉(zhuǎn)換后的三相AC電力的電流被提供給負(fù)載250，因此負(fù)載250被驅(qū)動(dòng)，如圖^、4b和如所示。此時(shí)，響應(yīng)于從電容 (Cll)經(jīng)開關(guān)單元240提供給負(fù)載250的電流，產(chǎn)生通過電阻(R16)的電壓降落，其中控制器接收穿過電阻(R16)的電壓以確定接地故障電流是否已經(jīng)產(chǎn)生。另外，電流也流入分流電阻0 13、附4、1 15)，如圖4(1到4€所示，當(dāng)多個(gè)開關(guān)元件(IGBT13、IGBT15、IGBT17)被有選擇地切換時(shí)，這些分流電阻連接在開關(guān)元件(IGBT13、 IGBT15、IGBT17)的接地線和發(fā)射極之間。流入分流電阻(R13、R14、R15)的電流被檢測(cè)為電壓，且所檢測(cè)到的電壓被放大器 500、502、504放大，如圖5所示，其中放大的電壓被ADC 510、512、514分別地轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，并輸入到控制器。另外，被放大器500、502、504放大的電壓被線或并通過電阻R21、R22和R23被合并，且合并后的電壓被輸入到比較器520以與預(yù)定的參考電壓Vr進(jìn)行比較。比較后的結(jié)果信號(hào)被輸入到控制器?，F(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明的對(duì)由開關(guān)單元M提供給負(fù)載250的電流的檢測(cè)操作將被詳細(xì)描述。圖6為顯示了提供給根據(jù)本發(fā)明的逆變器的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT12、IGBT14、 IGBT16)的PWM信號(hào)的示意圖，其中點(diǎn)“A”為三角波(Vcar)之外電壓最高和通常產(chǎn)生中斷的位置。點(diǎn)“B”為輸出PWM信號(hào)并且在提供給多個(gè)開關(guān)元件(IGBT 12、IGBT 14、IGBT 16) 的門的三相PWM信號(hào)中脈沖寬度最大的位置。然而，點(diǎn)“B”根據(jù)PWM信號(hào)周期而變動(dòng)。參考圖5，穿過分流電阻(R13、R14、R15)的電壓被放大器500、502、504放大，被 ADC 510、512、514轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓并被輸入到控制器。在被ADC 510、512、514轉(zhuǎn)換后的輸入到控制器的數(shù)字電壓的波形與圖4d到4f顯示的一樣。ADC 510、512、514的開始轉(zhuǎn)換模擬電壓為數(shù)字電壓的位置是點(diǎn)“Α”。即，當(dāng)發(fā)生中斷時(shí)，ADC開始轉(zhuǎn)換模擬電壓為數(shù)字電壓。控制器使用ADC 510,512,514的輸出信號(hào)來計(jì)算輸出電流。安裝在開關(guān)單元240處的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT 12、IGBT 14、IGBT16)的PWM信號(hào)或提供給門的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT 13,IGBT 15,IGBT 17)的PWM信號(hào)具有如圖7a到7f所示的以下基于一個(gè)周期的6種類型的周期。即，PWM信號(hào)的寬度具有的形狀為化相>13相 > c相，b相〉a相〉c相，b相〉c相〉a相，c相> b相〉a相，c相〉a相〉b相禾口 a 相> (相> b相?？刂破鞔_定提供給安裝在開關(guān)單元240處的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT12、IGBT 14、 IGBT 16)的門的PWM信號(hào)或多個(gè)開關(guān)元件(IGBT 13、IGBT 15、IGBT 17)的PWM信號(hào)的寬度，并計(jì)算在確定的PWM信號(hào)中使用除了具有最大寬度的一相數(shù)字電壓之外的兩相的數(shù)字電壓的電流。例如，如圖7a所示，在PWM信號(hào)的寬度是a相> b相> c相的情況下，控制器確定使用b相和c相電壓的b相的電流(ib)和c相電流(ic)，排除在PWM信號(hào)中具有最大寬度的a相，和使用經(jīng)確定的b相和c相電流來計(jì)算a相的電流(ia)。S卩，a相的電流(ia)、b相的電流和c相的電流滿足等式“ia+ib+ic = 0”，其中控制器將b相電流(ib)和c相電流(ic)代入到等式中以計(jì)算a相電流(ia)。如圖7b所示，在PWM信號(hào)寬度為b相> a相> c相的情況下，控制器確定使用a相和c相電壓的a相電流(ia)和c相電流(ic)，而排除在PWM信號(hào)中具有最大寬度的b相， 并使用經(jīng)確定的a相和c相電流來計(jì)算b相的電流(ib)?，F(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)接地故障電流的操作將被詳細(xì)描述。在逆變器中會(huì)產(chǎn)生兩種類型的接地故障電流。即，當(dāng)在開關(guān)單元MO中的切換到加號(hào)電壓的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT 12、IGBT 14、IGBT 16)被閉合時(shí)，給電容(Cll)充電的加號(hào)DC電壓通過負(fù)載250和處于閉合狀態(tài)的開關(guān)元件(IGBT 12、IGBT 14、IGBT 16)流向地而產(chǎn)生的接地故障電流，和當(dāng)在開關(guān)單元MO中的切換負(fù)號(hào)電壓的多個(gè)開關(guān)元件(IGBT 13、IGBT 15、IGBT 17)被閉合時(shí)，給電容(Cll)充電的負(fù)號(hào)DC電壓通過負(fù)載250、分流電阻(R13、R14、R15)和處于閉合狀態(tài)的開關(guān)元件(IGBT 13、IGBT 15、IGBT 17)流向地而產(chǎn)生的接地故障電流。對(duì)于從電容(Cll)經(jīng)過多個(gè)開關(guān)元件(IGBT 12、IGBT 14、IGBT16)和負(fù)載250流向地的接地故障電流，控制器通過將穿過接地故障電流檢測(cè)單元270的電阻R16的電壓與預(yù)定的參考電壓進(jìn)行比較以確定接地故障電流是否產(chǎn)生。作為比較的結(jié)果，假如確定穿過接地故障電流檢測(cè)單元270的電阻R16的電壓比預(yù)定的參考電壓高，則確定接地故障電流已經(jīng)產(chǎn)生，并且針對(duì)接地故障電流的產(chǎn)生，預(yù)定測(cè)量被執(zhí)行。另外，如圖5所示，對(duì)于從電容(Cll)經(jīng)過負(fù)載250、分流電阻(R13、R14、R15)和多個(gè)開關(guān)元件(IGBT 13、IGBT 15、IGBT 17)流向地的接地故障電流，穿過分流電阻(R13、 R14、R15)的電壓被放大器500、502、504放大，且經(jīng)放大電壓通過電阻(R21、R22、R23)被線或且合并以被輸入到比較器520并與預(yù)定的參考電壓(Vr)進(jìn)行比較，其中比較結(jié)果信號(hào)被輸入到控制器，該控制器隨后使用比較器520的輸出信號(hào)確定接地故障電流是否已經(jīng)產(chǎn)生，且針對(duì)接地故障電流的產(chǎn)生，預(yù)定的測(cè)量被執(zhí)行。然而，以上提及的根據(jù)本發(fā)明的逆變器可以許多不同的形式被體現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被限定為本文中所闡述的實(shí)施例來解釋。因此，本發(fā)明的實(shí)施例將覆蓋本發(fā)明中附帶的權(quán)利要求以及它們的等同物的改變或變形。
權(quán)利要求
1.一種逆變器，包括開關(guān)單元，其配置為通過響應(yīng)于多個(gè)PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)而切換DC(直流)電力來產(chǎn)生三相AC (交流)電力并將所產(chǎn)生的AC電力提供給負(fù)載；電流檢測(cè)器，其配置為通過使用三相電壓來檢測(cè)從接地線經(jīng)所述開關(guān)單元而流向負(fù)載的三相電流；控制器，其配置為產(chǎn)生多個(gè)PWM信號(hào)以控制開關(guān)單元的切換操作；和多個(gè)ADC (AC到DC)轉(zhuǎn)換器，所述電流檢測(cè)器在該ADC轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換所述三相電壓為數(shù)字電壓并輸出該數(shù)字電壓給控制器，其中所述控制器對(duì)在由多個(gè)ADC所輸出的三相電壓中的使用除了在多個(gè)PWM信號(hào)中具有最大寬度的一相之外的兩相電壓的相應(yīng)相的電流進(jìn)行檢測(cè)，并使用被檢測(cè)的兩相電流來計(jì)算剩余相的電流。
2.如權(quán)利要求1所述逆變器，進(jìn)一步包括整流單元，其配置為對(duì)所述AC進(jìn)行整流；和平滑單元，其配置為通過對(duì)整流單元的輸出電力進(jìn)行平滑來產(chǎn)生DC電力。
3.如權(quán)利要求1所述逆變器，進(jìn)一步包括接地故障電流檢測(cè)器，其配置為通過使用電壓來檢測(cè)經(jīng)過所述開關(guān)單元而流向所述負(fù)載的接地故障電流，其中所述控制器通過將由所述接地故障電流檢測(cè)器檢測(cè)到的電壓的電平與預(yù)定參考電壓進(jìn)行比較來確定接地故障電流是否已經(jīng)產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1所述逆變器，進(jìn)一步包括多個(gè)電阻，其配置為將由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)到的電壓使用線或進(jìn)行合并；和比較器，其配置為將經(jīng)過線或的電壓與預(yù)定的參考電壓進(jìn)行比較并輸出電壓給所述控制器，其中所述控制器使用來自所述比較器的輸出信號(hào)來確定接地故障電流是否已經(jīng)產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種逆變器，其配置為接收來自電源的電力，并轉(zhuǎn)換該電力為DC，轉(zhuǎn)換該DC為可變電壓可變頻率的AC，且提供該AC給負(fù)載以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，其中開關(guān)單元和多個(gè)分流電阻被安裝以檢測(cè)從平滑單元的負(fù)號(hào)端子流經(jīng)所述開關(guān)單元流向負(fù)載的電流，且所檢測(cè)到的電壓由多個(gè)ADC進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這里控制器對(duì)在由多個(gè)ADC所輸出的三相電壓中的使用除了在多個(gè)PWM信號(hào)中具有最大寬度的一相之外的兩相電壓的相應(yīng)相的電流，并使用被檢測(cè)的兩相電流來計(jì)算剩余相的電流。
文檔編號(hào)H02M7/5395GK102480245SQ20101057003
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者張東濟(jì) 申請(qǐng)人:Ls產(chǎn)電株式會(huì)社