確定時(shí)間間隔的方法、開關(guān)器件及功率變換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種確定時(shí)間間隔的方法、開關(guān)器件及功率變換器。該方法用于確定功率變換器中開關(guān)器件的開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔,該開關(guān)器件耦合到直流DC電源以便以特定的開關(guān)頻率提供交流AC電流輸出,該方法包括:選擇開關(guān)器件的第一開關(guān)事件和隨后的第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔的初始長(zhǎng)度;當(dāng)所述時(shí)間間隔達(dá)到初始長(zhǎng)度時(shí),獲取開關(guān)器件的電流測(cè)量值;改變所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度;當(dāng)所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度變化時(shí),獲得開關(guān)器件的電流測(cè)量值;使用所獲得的電流測(cè)量值來檢測(cè)開關(guān)器件中電流的產(chǎn)生;通過所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度的變化和所獲得的電流測(cè)量值,確定當(dāng)開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)的時(shí)間間隔的長(zhǎng)度tg。
【專利說明】確定時(shí)間間隔的方法、開關(guān)器件及功率變換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種確定時(shí)間間隔的方法、開關(guān)器件及功率變換器,特別地,涉及一種確定功率變換器中開關(guān)事件之間的死區(qū)時(shí)間間隔的改進(jìn)方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知,功率逆變器(也簡(jiǎn)稱為“逆變器”或“驅(qū)動(dòng)器”)可被用于將直流(直流電流)電源變換為交流(交流電流)電源。
[0003]許多逆變器采用脈寬調(diào)制(PWM)來控制逆變器的輸出電壓。一般情況下,脈寬調(diào)制逆變器電路包括獨(dú)立的三相,其中在該三相之間切換可以把直流輸入變換為正弦(交流)輸出電流。
[0004]圖1示出了組成已知逆變器的一部分的反相級(jí)100。反相級(jí)100包括三個(gè)獨(dú)立的相或“支路”200、300、400(也分別指U相、V相和W相)。每相包括有兩個(gè)串接的開關(guān):在200/U 相中的 200a、200b ;在 300/V 相中的 300a、300b ;以及在 400/W 相中的 400a、400b。開關(guān)200a、300a和400a連接到正導(dǎo)軌105 (也被稱為“上”開關(guān)),而開關(guān)200b、300b和400b連接到負(fù)導(dǎo)軌107(也被稱為“下”開關(guān))。在圖1中,每個(gè)開關(guān)都是IGBT (絕緣柵雙極晶體管)。但是也可以使用任何其他合適的功率晶體管-包括功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)和雙極型晶體管(BJT)。可以采用任何合適的控制系統(tǒng),比如基于微處理器的解決方案,可用來控制開關(guān)200a、200b、300a、300b、400a和400b的開關(guān)動(dòng)作,從而控制反相級(jí)100的輸出。雖然圖1中未示出將微處理器連接到功率晶體管的緩沖電路,但當(dāng)需要該類電路來提供隔離、電平轉(zhuǎn)換和更高的驅(qū)動(dòng)能力時(shí),也可以包括該類電路。
[0005]在圖1中,反相級(jí)100還包括三個(gè)電流測(cè)量分流器:200c、300c和400c-每相一個(gè),且分別串接在相應(yīng)的下開關(guān)200b、300b和400b與負(fù)導(dǎo)軌107之間。眾所周知,可以在中低端性能逆變器中采用電流測(cè)量分流器(也被稱為“分流器電阻”),如圖1所示,從而可在下IGBT發(fā)射極開關(guān)中找到電流反饋。圖2示出了一個(gè)典型的、用于檢測(cè)電壓的反饋電路。反相級(jí)100的每一相通常都有這種反饋電路。
[0006]從圖2可以看出,反饋電路500包括電流測(cè)量分流器502 (與圖1中所示的三個(gè)電流測(cè)量分流器200c、300c和400c中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)),快速差分放大器504和提供快速短路檢測(cè)的比較器電路部分506。它也包括采樣和保持電路部分505用于對(duì)從微控制器(或“微處理器”)A到D變換器(未示出)采樣信號(hào)。差分放大器504和比較器電路部分506可以把反相級(jí)每相200、300和400的檢測(cè)電流(由相應(yīng)的電流測(cè)量分流器:200c、300c和400c檢測(cè))和硬件定義的閾值相比較,并且若電流過大則產(chǎn)生低邏輯信號(hào)。一般情況下,該信號(hào)由本地微控制器處理(未示出),并且采用緩沖電路(未示出)來快速關(guān)斷逆變器。這樣可以由電流測(cè)量分流器:200c、300c和400c及與它們相應(yīng)的反饋電路500向反相級(jí)100提供過流保護(hù)。
[0007]通過控制六個(gè)開關(guān)200a、200b、300a、300b、400a、400b的開關(guān)狀態(tài),可以使反相級(jí)
100產(chǎn)生正弦交流輸出電流。用于控制逆變器的開關(guān)狀態(tài)的控制方案對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是已知的,這里不再贅述。在申請(qǐng)?zhí)枮?313576.9的德國(guó)專利申請(qǐng)中,描述了一種調(diào)制功率變換器開關(guān)器件中開關(guān)信號(hào)的、改進(jìn)的控制方案,專利申請(qǐng)者為控制技術(shù)有限公司(Control Techniques Ltd.),該申請(qǐng)?jiān)俅稳恳胱鳛閰⒖肌?br>
[0008]一般情況下,反相級(jí)100必須受控,這樣同相中的兩個(gè)開關(guān)不會(huì)在同一時(shí)間接通。因此,若200a接通,200b必須關(guān)斷,反之亦然;若300a接通,300b必須關(guān)斷,反之亦然;并且若400a接通,400b必須關(guān)斷,反之亦然。若反相級(jí)100的同一相或支路中的兩個(gè)開關(guān)同時(shí)接通,則該支路中會(huì)產(chǎn)生“擊穿”電流。擊穿電流是不期望出現(xiàn)的,并會(huì)損壞電路,例如會(huì)引起直流供電端(未示出)短路。即便是低電平的擊穿電流-雖然不會(huì)對(duì)逆變器電路立即造成損壞-但仍然會(huì)產(chǎn)生不良效果,比如增加開關(guān)損耗、造成高溫和輻射發(fā)射。因此要給逆變器電路提供擊穿保護(hù)。通常在開關(guān)事件之間提供一個(gè)“死區(qū)時(shí)間”來實(shí)現(xiàn)擊穿保護(hù),該時(shí)間間隔足夠短,且在該時(shí)間間隔內(nèi)逆變器支路的兩個(gè)開關(guān)都被關(guān)閉。舉例說明,在逆變器支路的開關(guān)過程中,死區(qū)時(shí)間在上開關(guān)關(guān)斷之后、且在下開關(guān)接通之前產(chǎn)生,反之亦然。該死區(qū)時(shí)間針對(duì)電路器件的固有低容差或延遲提供了安全保護(hù),否則,當(dāng)上端開關(guān)關(guān)斷時(shí),若下端開關(guān)立刻接通,會(huì)使兩個(gè)開關(guān)有效地同時(shí)接通,反之亦然。
[0009]包括死區(qū)時(shí)間的逆變器開關(guān)控制方案可能會(huì)具有不好的效果,包括輸出電流波形畸變或逆變器輸出電壓的水平降低。因此,對(duì)于如圖1所示電路中的死區(qū)時(shí)間(即時(shí)間間隔的長(zhǎng)度)的選擇一般是在精確的電壓輸出和擊穿保護(hù)之間的平衡。根據(jù)已知方法,可以在產(chǎn)品開發(fā)測(cè)試過程中選擇并固定(或設(shè)置)死區(qū)時(shí)間。這意味著同一生產(chǎn)批次的逆變器可以設(shè)置有相同的死區(qū)時(shí)間,這樣一般情況下會(huì)導(dǎo)致基于最惡劣條件和批次容差的死區(qū)時(shí)間值,因此比該批次內(nèi)大多數(shù)產(chǎn)品所要求的死區(qū)時(shí)間要長(zhǎng)。另外一種替代方案是在單個(gè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,逆變器在自調(diào)諧過程中確定合適的死區(qū)時(shí)間。然而,在自調(diào)諧過程中確定死區(qū)時(shí)間的現(xiàn)有方法一般比較復(fù)雜并要求大量的計(jì)算。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]根據(jù)本發(fā)明第一方面,提供一種確定時(shí)間間隔的方法,用于確定功率變換器中開關(guān)器件的開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔,所述開關(guān)器件耦合到直流DC電源以便以特定的開關(guān)頻率提供交流AC電流輸出,該方法包括以下步驟:
[0011]選擇所述開關(guān)器件的第一開關(guān)事件和隨后的第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔的初始長(zhǎng)度;
[0012]當(dāng)所述第一開關(guān)事件和所述隨后的第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔達(dá)到所述初始長(zhǎng)度時(shí),獲取所述開關(guān)器件的電流測(cè)量值;
[0013]改變所述第一開關(guān)事件和所述隨后的第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔的長(zhǎng)度;
[0014]當(dāng)所述時(shí)間間隔長(zhǎng)度變化時(shí),獲得所述開關(guān)器件的電流測(cè)量值;
[0015]使用所述獲得的電流測(cè)量值來檢測(cè)所述開關(guān)器件中電流的產(chǎn)生;
[0016]通過所述時(shí)間間隔長(zhǎng)度的變化和所述獲得的電流測(cè)量值,確定當(dāng)所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)的時(shí)間間隔長(zhǎng)度tg。
[0017]通過改變功率變換器中開關(guān)器件的開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔長(zhǎng)度并觀察該變化如何影響開關(guān)器件的電流,可檢測(cè)到諸如擊穿電流產(chǎn)生的效果。此外,可以隨后解釋這些效果——例如通過配置開關(guān)器件來確保開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔長(zhǎng)度總是高于閾值,以避免產(chǎn)生擊穿電流。
[0018]上述開關(guān)器件可包括第一開關(guān)和第二開關(guān),其中所述第一開關(guān)事件包括關(guān)閉所述第一開關(guān),且所述第二開關(guān)事件包括接通所述第二開關(guān),反之亦然。檢測(cè)開關(guān)器件中產(chǎn)生電流的步驟包括檢測(cè)流經(jīng)所述第一和第二開關(guān)的電流。例如,它可包括檢測(cè)流經(jīng)所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的電流值的變化。該變化可能說明開關(guān)器件中產(chǎn)生了擊穿電流。
[0019]上述開關(guān)器件可能會(huì)發(fā)生第三開關(guān)事件和隨后的第四開關(guān)事件,其中第三開關(guān)事件和第二開關(guān)事件相反,第四開關(guān)事件和第一開關(guān)事件相反。在所述開關(guān)器件工作過程中,選擇并改變所述第三開關(guān)事件和所述第四開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔長(zhǎng)度以便其和所述第一開關(guān)事件和第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔長(zhǎng)度相等。
[0020]上述檢測(cè)所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流的步驟包括檢測(cè)所述開關(guān)器件的電流測(cè)量值在何時(shí)超出閾值。
[0021]上述開關(guān)器件包括一個(gè)或多個(gè)開關(guān)支路,其中所述第一開關(guān)事件和所述第二開關(guān)事件在同一開關(guān)支路上發(fā)生。上述開關(guān)器件也會(huì)包括兩個(gè)或多個(gè)開關(guān)支路,其中所述兩個(gè)多個(gè)中的每個(gè)開關(guān)支路包括一對(duì)開關(guān)。上述方法可重復(fù)作用于開關(guān)器件的每個(gè)開關(guān)支路。
[0022]該方法進(jìn)一步包括以下步驟,當(dāng)開關(guān)器件中電流產(chǎn)生時(shí)的時(shí)間間隔長(zhǎng)度tg被確定后,選擇所述第一開關(guān)事件和所述第二開關(guān)事件之間合適的(或“改進(jìn)的”)時(shí)間間隔長(zhǎng)度ts,其中所述選擇的時(shí)間間隔的長(zhǎng)度ts應(yīng)用在所述功率變換器隨后的運(yùn)行中的開關(guān)事件之間。
[0023]上述選擇所述第一開關(guān)事件和所述第二開關(guān)事件之間改進(jìn)的時(shí)間間隔長(zhǎng)度ts的步驟包括:給在確定所述開關(guān)器件產(chǎn)生電流時(shí)所確定的時(shí)間間隔長(zhǎng)度%施加一個(gè)裕量。上述施加裕量用于改變時(shí)間間隔的長(zhǎng)度tg從而解決以下任一問題的影響:檢測(cè)誤差、溫度變化對(duì)組件運(yùn)行狀況的影響、組件老化、組件磨損和損壞、或者同類型的不同組件之間的變化。
[0024]可在上述功率變換器調(diào)諧過程中實(shí)施用于確定當(dāng)所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)的時(shí)間間隔長(zhǎng)度tg的步驟。
[0025]上述方法進(jìn)一步包括以下步驟,在實(shí)施用于確定當(dāng)所述開關(guān)器件產(chǎn)生電流時(shí)的時(shí)間間隔長(zhǎng)度(tg)的步驟之前,改變所述開關(guān)器件的電流檢測(cè)閾值。對(duì)上述開關(guān)器件電流檢測(cè)閾值的改變只是臨時(shí)的更改??梢允褂萌我夂线m的方法使其有效,例如采用連接到開關(guān)器件電流傳感器的反饋電路。
[0026]確定當(dāng)所述開關(guān)器件產(chǎn)生電流時(shí)的時(shí)間間隔長(zhǎng)度(tg)的步驟包括確定所獲得的電流測(cè)量值超出所述改變的電流檢測(cè)閾值時(shí)的時(shí)間間隔長(zhǎng)度。若所獲得的電流測(cè)量值超出所述改變的電流檢測(cè)閾值,所述開關(guān)器件會(huì)發(fā)生電路跳閘。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供一種系統(tǒng)或裝置以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的第三方面,提供一種開關(guān)器件,用于功率變換器,該開關(guān)器件耦合到直流DC電流源以便以特定的開關(guān)頻率提供交流AC電流輸出。該開關(guān)器件設(shè)置為至少使第一開關(guān)事件和隨后的第二開關(guān)事件能夠發(fā)生,其中所述第一開關(guān)事件和隨后的第二開關(guān)事件之間存在有時(shí)間間隔。通過選擇所述開關(guān)器件的第一開關(guān)事件和第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔的初始長(zhǎng)度來確定所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度,并且當(dāng)所述開關(guān)器件的第一開關(guān)事件和第二開關(guān)事件之間的初始時(shí)間間隔達(dá)到所述初始長(zhǎng)度時(shí),獲取該開關(guān)器件的電流測(cè)量值。此后,該確定步驟包括改變所述開關(guān)器件的第一開關(guān)事件和第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔的長(zhǎng)度,并且當(dāng)所述時(shí)間間隔長(zhǎng)度變化時(shí),獲取該開關(guān)器件的電流測(cè)量值。使用所述獲得的電流測(cè)量值來檢測(cè)所述開關(guān)器件中電流的產(chǎn)生,并通過所述時(shí)間間隔長(zhǎng)度的變化和所述獲得的電流測(cè)量值,確定當(dāng)所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)的時(shí)間間隔長(zhǎng)度tg。
[0029]上述開關(guān)器件可被適用于,設(shè)計(jì)成或配置為執(zhí)行根據(jù)第一方面所述的一些或所有方法步驟。
[0030]上述開關(guān)器件可能被包括在一個(gè)功率變換器中,例如逆變器。
[0031]根據(jù)第四方面,還提供了一種計(jì)算機(jī)、處理器或控制器,被配置為執(zhí)行根據(jù)第一方面的一些或全部方法步驟。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令可以被配置為用于計(jì)算機(jī)、處理器或控制器去執(zhí)行根據(jù)第一方面的一些或全部方法步驟。
[0032]本發(fā)明還提供一種功率變換器,包含如上所述的開關(guān)器件。
[0033]本發(fā)明還包括這里所述的或附圖所示的方法、裝置、系統(tǒng)、設(shè)備或控制器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]下面將結(jié)合以下【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,其中:
[0035]圖1示出了包括電流測(cè)量分流器的反相級(jí)電路;
[0036]圖2示出了已知的電流反饋電路;
[0037]圖3示出了改進(jìn)的電流反饋電路,該電路包括用于調(diào)節(jié)過流跳閘電平的組件;以及
[0038]圖4示出了改變逆變器發(fā)射極峰值電流的死區(qū)時(shí)間間隔的效果。
[0039]概述
[0040]提供了一種改進(jìn)的方法和系統(tǒng),用來確定逆變器或其它功率變換器的合適的死區(qū)時(shí)間??梢栽谠O(shè)計(jì)和/或調(diào)諧過程中確定死區(qū)時(shí)間,然后將其用于功率變換器的隨后運(yùn)行中。
[0041]死區(qū)時(shí)間被設(shè)置為逆變器電路同一支路或同一相的連續(xù)開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔。每一相(或支路)通常都有兩個(gè)開關(guān),且這兩個(gè)開關(guān)受控從而它們不會(huì)被同時(shí)接通。死區(qū)時(shí)間發(fā)生在第一個(gè)開關(guān)關(guān)斷之后、第二個(gè)開關(guān)接通之前,反之亦然。
[0042]考慮到組件延遲和溫度變化等因素,死區(qū)時(shí)間基于開關(guān)事件之間所需的時(shí)間間隔被確定以確保同一支路上的兩個(gè)開關(guān)不會(huì)被同時(shí)接通。兩個(gè)開關(guān)同時(shí)接通時(shí)將導(dǎo)致逆變器電路中產(chǎn)生擊穿電流。該改進(jìn)的方法包括在調(diào)諧過程中通過減少死區(qū)時(shí)間間隔來調(diào)諧逆變器電路的支路,監(jiān)控逆變器支路的電流并檢測(cè)“擊穿點(diǎn)即引起擊穿電流產(chǎn)生的足夠短的死區(qū)時(shí)間間隔的時(shí)間點(diǎn)。擊穿點(diǎn)的死區(qū)時(shí)間間隔長(zhǎng)度(tg)在下文中簡(jiǎn)稱為“擊穿死區(qū)時(shí)間”。考慮到諸如組件隨溫度和時(shí)間的運(yùn)行狀況等因素,可以向擊穿死區(qū)時(shí)間增加一個(gè)裕量(或校正因數(shù))。從而為逆變器支路產(chǎn)生改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)。該改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)可以應(yīng)用在逆變器隨后運(yùn)行過程中的開關(guān)事件之間。
[0043]逆變器的每個(gè)支路都可以被單獨(dú)調(diào)諧以便為每個(gè)支路確定合適的死區(qū)時(shí)間。所確定的多個(gè)死區(qū)時(shí)間中最長(zhǎng)的死區(qū)時(shí)間可以被應(yīng)用在逆變器電路的每個(gè)支路??蛇x地,可以為逆變器電路的兩個(gè)或多個(gè)支路分別設(shè)置不同的死區(qū)時(shí)間。
[0044]在調(diào)諧過程中,可以采用相對(duì)簡(jiǎn)單的電流測(cè)量組件來監(jiān)控改變逆變器支路的死區(qū)時(shí)間對(duì)電流的影響。該改進(jìn)的方法可包括合并和/或控制逆變器中適合反饋電路的操作,從而使擊穿電流能夠在調(diào)諧過程中產(chǎn)生以引起過流跳閘。可以設(shè)置該反饋電路從而使過流跳閘電平在調(diào)諧過程中相對(duì)較低,這樣可以檢測(cè)到擊穿點(diǎn),但在逆變器隨后的運(yùn)行中該過流跳閘電平相對(duì)較高。這樣可實(shí)現(xiàn)逆變器的正常運(yùn)行,減少不必要的跳閘。
【具體實(shí)施方式】
[0045]這里,已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在功率變換器中可以采用相對(duì)簡(jiǎn)單的電路以確定開關(guān)事件之間改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間。
[0046]如上述關(guān)于圖1和圖2所描述的,電流測(cè)量分流器200c、300c和400c可以被用來向反相級(jí)100提供過流保護(hù)。也可以采用其它組件來代替電流測(cè)量分流器,比如電流互感器、巨磁阻(Giant Magneto Resistive,簡(jiǎn)稱為GMR)傳感器或霍爾效應(yīng)傳感器。然而,僅為了說明目的,以下描述將針對(duì)如圖1和圖2所示的電路,其中采用了電流測(cè)量分流器200c、300c 和 400c ο
[0047]在運(yùn)行中,圖1中每個(gè)電流測(cè)量分流器200c、300c和400c測(cè)量與其分別連接的反相級(jí)相位200、300和400中下開關(guān)200b、300b和400b的電流,在如圖2中所示的電流反饋電路500的協(xié)助下,將測(cè)量電流和閾值進(jìn)行比較。每個(gè)電流測(cè)量分流器200c、300c和400c的閾值一般是根據(jù)預(yù)期的負(fù)載進(jìn)行預(yù)定義的,考慮到過載過程中的峰值電流,加上一個(gè)裕量,且一般稱為逆變器該相的“過流跳閘電平”。在逆變器正常的運(yùn)行過程中,一般可以將包括誤差裕量的過流跳閘電平設(shè)置為高于逆變器正常運(yùn)行時(shí)的峰值電流的電平,從而避免由于諸如線路充電等因素的影響而產(chǎn)生的誤跳閘。
[0048]圖3示出了改進(jìn)的反饋電路600。可以看出,圖3中的反饋電路600包括圖2中的所有組件再加上額外的組件(如圖3左上角所示),這樣可以為電路600調(diào)節(jié)過流跳閘電平。下面將進(jìn)一步描述這種調(diào)節(jié)。圖3中改進(jìn)的反饋電路600可連接到電流傳感器-例如,連接到如圖1所示的電流測(cè)量分流器。因此,可以使用圖3中改進(jìn)的反饋電路600向反相級(jí)提供過流保護(hù),正如這里所指出的,該電路也可以用來測(cè)量逆變器支路的擊穿電流,并因此可以用來確定逆變器中開關(guān)事件之間改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間。
[0049]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,在調(diào)諧過程中為逆變器確定改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間。該調(diào)諧過程可以在逆變器被出售或發(fā)送給最終用戶之前由制造商實(shí)施??蛇x地,該調(diào)諧過程也可以由諸如最終用戶的任意一方來實(shí)施,并且可以在使用逆變器之前或在開始使用逆變器之后實(shí)施,以便改進(jìn)逆變器隨后的運(yùn)行。
[0050]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,調(diào)諧過程包括減少逆變器死區(qū)時(shí)間并監(jiān)控這種減少對(duì)逆變器發(fā)射極峰值電流的影響。特別地,可監(jiān)控該電流以檢測(cè)擊穿電流的產(chǎn)生。一旦確定了使擊穿電流產(chǎn)生的死區(qū)時(shí)間間隔長(zhǎng)度(tg)(簡(jiǎn)稱為“擊穿死區(qū)時(shí)間”),將為逆變器選擇合適的死區(qū)時(shí)間間隔長(zhǎng)度(ts)(這里簡(jiǎn)稱為“改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間”),且改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間包括擊穿死區(qū)時(shí)間(tg)和任意其它適用因素。一般情況下,調(diào)諧過程目的在于盡可能地最小化改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts),同時(shí)確保不會(huì)產(chǎn)生擊穿電流或至多產(chǎn)生可接受的低電平擊穿電流。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,選擇改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)將包括提供一個(gè)裕量以考慮到測(cè)試誤差、組件容差和組件長(zhǎng)時(shí)間磨損和損壞等因素。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)也考慮到其它因素,比如溫度變化對(duì)逆變器組件運(yùn)行的影響,這將在下面詳述。
[0051]可以對(duì)諸如圖1中所示的反相級(jí)100實(shí)施調(diào)諧過程。當(dāng)然,應(yīng)該理解的是,也可以采用其它類型的逆變器電路,并將該調(diào)諧過程應(yīng)用在這些逆變器電路。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,給反相級(jí)100的每個(gè)相位200、300和400分別實(shí)施調(diào)諧過程,而不切換其它相位,這樣在調(diào)諧過程中電流僅流經(jīng)逆變器待測(cè)相位200、300和400。切換逆變器待測(cè)相位200、300和400,比如在50%的占空比時(shí),并且其死區(qū)時(shí)間間隔逐漸從相對(duì)較高的數(shù)值(比如通常用在已知系統(tǒng)中硬件確定的數(shù)值)減少到一個(gè)較低的數(shù)值(tg),且處于此數(shù)值時(shí)可以檢測(cè)到擊穿電流的產(chǎn)生。一旦檢測(cè)到擊穿電流,可以為相應(yīng)的相選擇改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)并可以為逆變器隨后的運(yùn)行設(shè)置該改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)。
[0052]圖4顯示了在調(diào)諧過程中死區(qū)時(shí)間間隔的減少對(duì)通用逆變器發(fā)射極峰值電流的影響。圖4結(jié)果中使用的逆變器是400V逆變器,在室溫下測(cè)試,然而,應(yīng)該理解的是,所述調(diào)諧過程同樣可以適用在其它逆變器上。觀察圖4,可以看出當(dāng)逆變器死區(qū)時(shí)間低于0.5微秒時(shí),發(fā)射極電流快速上升。該電流的上升是由于開關(guān)事件之間死區(qū)時(shí)間間隔短而造成的擊穿電流的產(chǎn)生。因此在本實(shí)施例中擊穿死區(qū)時(shí)間(tg)的值大約為0.5微秒。
[0053]從圖4可看出,通常為該待測(cè)逆變器的運(yùn)行所設(shè)置的死區(qū)時(shí)間間隔(采用先前已知方法)在1.5和2微秒之間。該數(shù)值比通過調(diào)諧過程確定的0.5微秒的擊穿死區(qū)時(shí)間(tg)大很多。下面將更詳盡的描述,甚至當(dāng)考慮到諸如組件延遲和溫度效應(yīng)等因素而給0.5微秒的值增加時(shí)間裕量,采用這里所述的改進(jìn)方法可以合理地把改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)設(shè)置在I微秒左右或甚至低于I微秒。例如,在如圖1所示的電路中,IGBT發(fā)射極的、與溫度有關(guān)的裕量可能在100納秒至300納秒之間-這可以在開發(fā)中確定。因此,采用這里所述的改進(jìn)方法可以大大降低死區(qū)時(shí)間,從而會(huì)對(duì)逆變器整體性能有顯著的正面影響。
[0054]如上所述,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,對(duì)逆變器改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)的選擇會(huì)考慮到逆變器電路組件可能的溫度影響。該調(diào)諧過程可以在測(cè)試者所選擇的任何溫度下發(fā)生。例如,在制造過程中,逆變器在室溫下可以被相對(duì)快速地測(cè)試(或調(diào)諧)以找到“擊穿死區(qū)時(shí)間”(tg),從而導(dǎo)致在這些測(cè)試條件下產(chǎn)生擊穿電流。隨后,考慮到由于相對(duì)較高的溫度可能使逆變器在運(yùn)行過程中產(chǎn)生組件變化,可以對(duì)改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)加入裕量(或校正因數(shù))。在圖1所示的電路中,由于高環(huán)境溫度,該溫度因素系數(shù)允許在更高的環(huán)境溫度下IGBT工作。
[0055]根據(jù)逆變器開關(guān)包括IGBT的實(shí)施例,在空載下實(shí)施該調(diào)諧過程以得到擊穿死區(qū)時(shí)間(tg),因?yàn)榭蛰d下組件延時(shí)而導(dǎo)致的死去時(shí)間比帶載情況下組件延時(shí)而要求死區(qū)時(shí)間更長(zhǎng)。這是因?yàn)殡S著負(fù)載減少,開關(guān)的關(guān)斷延時(shí)一般會(huì)上升而接通延時(shí)一般會(huì)減少,且關(guān)斷延時(shí)增加量比接通延時(shí)降低量更明顯。
[0056]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,在調(diào)諧過程中,通過在脈沖測(cè)試中測(cè)量延時(shí)和電流效應(yīng)來確定死區(qū)時(shí)間。在這種實(shí)施例中,要求相對(duì)大的安全裕量從而可以考慮到在逆變器正常運(yùn)行過程中可能的組件變量。如上所述,甚至當(dāng)溫度系數(shù)和組件變化裕量被增加到圖4中0.5微秒的擊穿死區(qū)時(shí)間(tg),以允許圖1中IGBT增加的延時(shí),該改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)仍然會(huì)被合理地設(shè)置為I微秒或甚至低于I微秒。因此,和現(xiàn)有技術(shù)中的方法相比,可以實(shí)現(xiàn)減少大約0.5微秒的死區(qū)時(shí)間。
[0057]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,可以針對(duì)每個(gè)逆變器相或支路單獨(dú)實(shí)施這里所述的調(diào)諧過程,從而為每個(gè)逆變器相或支路確定合適的死區(qū)時(shí)間。單個(gè)相的最高死區(qū)時(shí)間值可以被選擇作為每相上開關(guān)事件之間的間隔,該時(shí)間間隔應(yīng)用在逆變器隨后的正常運(yùn)行中。可選地,可選擇相應(yīng)的死區(qū)時(shí)間并分別為每相設(shè)置該死區(qū)時(shí)間??蛇x地,可以選擇相同的死區(qū)時(shí)間并為多個(gè)逆變器相(但不是所有相)設(shè)置該時(shí)間。
[0058]在圖4中所示的結(jié)果是逆變器被設(shè)置為正常運(yùn)行值時(shí)實(shí)施過流跳閘電平的情況下得到的,且在該實(shí)施例中為14A。圖4中電流擊穿在死區(qū)時(shí)間大約為0.5微秒時(shí)開始,且在電流水平為大約3.2A時(shí)開始,隨著死區(qū)時(shí)間間隔進(jìn)一步降低后,該電流迅速上升。由于圖4中逆變器采用的過流跳閘電平為14A,擊穿電流的產(chǎn)生并未引起過流跳閘。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,為了死區(qū)時(shí)間調(diào)諧的目的,可臨時(shí)降低過流跳閘電平,這樣擊穿的產(chǎn)生會(huì)造成電路跳閘,并在調(diào)諧過程中很容易地被檢測(cè)到。這可以增加調(diào)諧過程的便利性和精確度,因?yàn)樗梢郧逦卮_定“擊穿死區(qū)時(shí)間”(tg),在該時(shí)間,可以檢測(cè)到擊穿(或特定的預(yù)先定義的擊穿電流水平)。
[0059]應(yīng)當(dāng)理解的是,實(shí)際上也有不同的方法暫時(shí)降低逆變器的過流跳閘電平。獲得臨時(shí)降低的具體方法可取決于以下因素,比如成本、空間以及逆變器電路中的特定器件-例如對(duì)電流傳感器和/或緩沖電路的選擇。
[0060]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,逆變器的電流反饋電路中可以包括有額外的組件以能夠臨時(shí)降低過流跳閘電平。例如,如圖3中所示,改進(jìn)的反饋電路600的左上角的額外組件可以被集成到傳統(tǒng)的電流反饋電路中,比如圖2中的電路500,以便能夠臨時(shí)降低過流跳閘電平從而進(jìn)行死區(qū)時(shí)間調(diào)諧。盡管圖3中的電路600所選用的特定組件僅僅是一個(gè)能夠臨時(shí)降低逆變器過流跳閘電平的電路示例,為演示目的,下文中將詳細(xì)描述這些組件。
[0061]在圖3所示的改進(jìn)的反饋電路600中,分流器電阻602(可以用作如圖1所示的逆變器支路200、300和400中的電流測(cè)量分流器200c、300c和400c)的阻值盡可能小以最小化功耗。因此,來自分流器電阻602的相應(yīng)電流信號(hào)比較小并需要被放大以避免噪聲干擾且使該信號(hào)能夠適合被模擬電路和微處理器A/D轉(zhuǎn)換器處理。所以圖3中反饋電路的第一級(jí)是一個(gè)基于運(yùn)算放大器的差分放大器604。它具有一個(gè)增益以改善來自分流器電阻602的信號(hào),并具有一個(gè)偏置以允許微處理器(未示出)測(cè)量流經(jīng)分流器電阻602的雙向電流。圖3中反饋電路的第二級(jí)是一個(gè)比較器606,下面將會(huì)詳細(xì)描述。電路600也包括采樣和保持電路部分605用來為微處理器A/D轉(zhuǎn)換器(未不出)米樣信號(hào)。
[0062]在過流過程中,差分放大器604的輸出以與分流器電阻602的電流呈線性正比關(guān)系進(jìn)行增加。比較器606用來監(jiān)控差分放大器604的輸出。當(dāng)輸出超出比較器606額外管腳設(shè)置的電壓閾值(U,它設(shè)置為改變狀態(tài)以輸出低電平來指示過流已經(jīng)產(chǎn)生。這由微處理器(未示出)檢測(cè),該微處理器調(diào)節(jié)PWM驅(qū)動(dòng)IGBT關(guān)斷。
[0063]比較器606的電壓閾值(VMf)對(duì)應(yīng)于前述的逆變器“過流跳閘電平”。在如圖3中所示的電路600中,由電阻608a和608b組成的潛在分壓器設(shè)置該電壓閾值,通常來自精確的參考電壓。為了臨時(shí)降低電壓閾值(U,圖3中的電路600包括一個(gè)小的MOSFET 610以將額外的電阻612連接到潛在分壓器網(wǎng)絡(luò)608a和608b下端,這樣降低了電壓閾值(Vref)。這個(gè)小的MOSFET 610可以直接由微處理器(未示出)控制,并只在調(diào)諧過程中接通。在逆變器隨后的正常運(yùn)行中,一旦選擇并設(shè)置合適的死區(qū)時(shí)間(ts),M0SFET 610可以保持關(guān)斷,并且將不會(huì)改變比較器電壓閾值(U。
[0064]這樣,如上述實(shí)例所示的,可以提供一種簡(jiǎn)單、低成本并且精確的方法來改變逆變器的過流跳閘電平,以用于死區(qū)時(shí)間調(diào)諧。
[0065]為進(jìn)行死區(qū)時(shí)間調(diào)諧而進(jìn)行的過流跳閘電平(或比較器電壓閾值Vref)降低的范圍可以不同,這取決于特定的逆變器設(shè)置??梢赃x擇更小的數(shù)值,即過流跳閘電平被降低的數(shù)值,以使該數(shù)值足夠小從而可以產(chǎn)生小的擊穿效應(yīng),但該數(shù)值也應(yīng)該足夠大以避免由于電路中固有的噪音或電流干擾而導(dǎo)致的誤跳閘。例如,在一些逆變器產(chǎn)品中,門極驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生電流脈沖,可以通過分流器電阻看出。應(yīng)該盡可能選取較低的過流跳閘電平數(shù)值,這樣這些脈沖在調(diào)諧過程中不會(huì)弓丨起過流跳閘。
[0066]如前所述,不屬于圖1到圖3中所示的組件也可以用來監(jiān)控來自逆變器電路中電流傳感器的電流信號(hào),且可臨時(shí)降低逆變器電路中的過流跳閘電平并作為這里所述的死區(qū)時(shí)間調(diào)諧過程的一部分。盡管圖3中的電路600說明了可以僅使用幾個(gè)組件以一種直接的、緊湊的和高性價(jià)比的方式來臨時(shí)降低逆變器電路中的過流跳閘電平。
[0067]這里所述的確定逆變器中開關(guān)事件之間適合的死區(qū)時(shí)間的改進(jìn)方法對(duì)逆變器制造商和最終用戶都有利。如上述的詳細(xì)描述,一些相對(duì)簡(jiǎn)單的、以其它用途出現(xiàn)在逆變器電路中的組件,可以被用來監(jiān)控低電平電流并確定逆變器支路或相的實(shí)際擊穿點(diǎn)。這里所述的特定的例子包括三個(gè)電流測(cè)量分流器-每個(gè)分別連接到逆變器電路的三個(gè)支路上。當(dāng)然,這里所述的改進(jìn)方法也可以應(yīng)用到更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)或更簡(jiǎn)單的低成本電路設(shè)計(jì)中。例如,它可應(yīng)用在以下設(shè)計(jì)中,即單個(gè)電流測(cè)量分流器(或其它合適的電流傳感器)位于逆變器的負(fù)極連接中以檢測(cè)三個(gè)逆變器支路中的電流。
[0068]該改進(jìn)的方法采用真實(shí)測(cè)量,且不依賴于復(fù)雜的計(jì)算。該方法提供了一種相對(duì)簡(jiǎn)單的低成本解決方案??梢曰谶\(yùn)行中的單個(gè)逆變器的實(shí)際參數(shù)選擇改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)(特別是死區(qū)時(shí)間的長(zhǎng)度以便能夠避免或至少最小化逆變器電路所有支路的擊穿電流),而不是基于數(shù)據(jù)手冊(cè)中適用于所有批次可能變量的最壞情況下的容差或極限值,否則和基于批次內(nèi)實(shí)際變量選擇的死區(qū)時(shí)間相比會(huì)過于保守。
[0069]當(dāng)采用這里所述的改進(jìn)方法確定并隨后設(shè)置逆變器或其它功率變換器的死區(qū)時(shí)間間隔時(shí),會(huì)使該功率變換器比采用其它方法確定死區(qū)時(shí)間的類似功率變換器的運(yùn)行更加可靠。在運(yùn)行中,功率變換器會(huì)更少地降額(特別是在低頻輸出)并且其擊穿電流會(huì)更低。改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間也可實(shí)現(xiàn)更好的機(jī)器控制、改進(jìn)質(zhì)量并降低功率變換器的故障率。這種機(jī)器控制的改善至少部分歸功于采用改進(jìn)方法確定的死區(qū)時(shí)間比采用其它方法確定的功率變換器的死區(qū)時(shí)間要短的這一事實(shí)。就目前所知,PWM常用來控制逆變器級(jí)的三個(gè)支路,目的是使其輸出波形盡可能接近正弦波。死區(qū)時(shí)間可導(dǎo)致波形上出現(xiàn)缺口,因此使波形畸變并偏離正弦波。通過減少這些缺口的長(zhǎng)度可減少波形畸變,這樣可使功率變換器進(jìn)行更好地控制。這尤其是在功率變換器的輸出電壓相對(duì)較低時(shí)有效。
[0070]如上所述,由于采用該改進(jìn)的方法而使功率變換器在質(zhì)量和可靠性上的改善,至少部分歸功于在確定和設(shè)定改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間后,功率變換器在運(yùn)行過程中所允許產(chǎn)生的擊穿電流的減少。甚至很小的擊穿電流會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗增加和/或溫度效應(yīng),并在高開關(guān)頻率應(yīng)用下可產(chǎn)生更大的逆變器應(yīng)力-所有這些可導(dǎo)致早期產(chǎn)品失效。該改進(jìn)的方法在調(diào)諧過程中甚至能檢測(cè)很低的擊穿電流并能夠選擇合適的、安全的死區(qū)時(shí)間間隔,從而可防止該低電平擊穿電流的產(chǎn)生。另外,由于該改進(jìn)的方法包括確定單個(gè)功率變換器的實(shí)際擊穿點(diǎn),該方法可避免基于有限樣本數(shù)量而對(duì)死區(qū)時(shí)間值進(jìn)行的不恰當(dāng)設(shè)置。該改進(jìn)的方法也可以檢測(cè)其它方法不能檢測(cè)的異常情況-這一般依賴于測(cè)試幾個(gè)樣品以確定整批產(chǎn)品的參數(shù)。例如,逆變器電路中的光耦合器可能會(huì)在規(guī)格之外工作,導(dǎo)致高頻開關(guān)應(yīng)用中的擊穿故障。作為另一個(gè)例子,對(duì)于設(shè)計(jì)者來說,對(duì)逆變器電路組件選擇做出小的更改,可能表面上對(duì)電路的整體運(yùn)行沒有影響,但實(shí)際上可能會(huì)引起擊穿并導(dǎo)致過熱等效應(yīng)??梢院苋菀讬z測(cè)到這種異常情況并可采用這里所述的改進(jìn)方法解決此問題。
[0071]這里所述的改進(jìn)方法可提供一種低成本解決方案,因?yàn)榭梢杂孟鄬?duì)比較少的組件實(shí)現(xiàn)這種方案-例如,可在每個(gè)逆變器或每個(gè)逆變器支路采用一個(gè)傳感器,比如電流測(cè)量分流器、電流互感器、GMR傳感器或霍爾傳感器,以便監(jiān)控電流并給相應(yīng)的反饋電路提供測(cè)量信號(hào)。其它元件可用于電流檢測(cè)。例如,在如圖1所示電路中,IGBT輔助發(fā)射極可以用于電流檢測(cè)。圖2和3給出了反饋電路的具體示例;當(dāng)然也可以采用其他任何合適的電流檢測(cè)和反饋方法。
[0072]可配置一臺(tái)計(jì)算機(jī),比如一臺(tái)通用計(jì)算機(jī),來實(shí)施所述方法。特別地,可以配置一臺(tái)計(jì)算機(jī)用于控制死區(qū)時(shí)間間隔的縮小和/或在調(diào)諧過程中監(jiān)控電流測(cè)量值。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,該計(jì)算機(jī)包括處理器、存儲(chǔ)器和顯示器。該計(jì)算機(jī)也可包括一個(gè)或多個(gè)輸入裝置和/或通信適配器,以用于將計(jì)算機(jī)連接到其它計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,在功率變換器內(nèi)采用處理器,比如電機(jī)控制微處理器,來控制死區(qū)時(shí)間減少以及控制調(diào)諧過程。
[0073]可采用一個(gè)算法選擇和/或優(yōu)化逆變器的一相和/或多相的死區(qū)時(shí)間值。該算法可包括“擊穿死區(qū)時(shí)間”(tg)的確定,在此時(shí)間內(nèi)檢測(cè)非零擊穿電流,并考慮到實(shí)際應(yīng)用中的一些因素比如溫度變化和組件老化,從而為逆變器的一相或多相提供改進(jìn)的死區(qū)時(shí)間(ts)。
[0074]在運(yùn)行中,可采用一個(gè)計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令來實(shí)施本文所述的部分或全部方法。這些計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)或處理器存儲(chǔ)器中,處理結(jié)果可通過顯示器顯示給用戶。
[0075]可提供一種計(jì)算機(jī)可讀媒介,比如一個(gè)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令并能使計(jì)算機(jī)實(shí)施本文所述的部分或全部方法的載體盤或載體信號(hào)。
[0076]術(shù)語(yǔ)“開關(guān)事件”在這里作為一個(gè)通用術(shù)語(yǔ),用來描述示例實(shí)施例中的IGBT發(fā)射極開關(guān)的接通或關(guān)斷事件。然而,該術(shù)語(yǔ)可適用于逆變器或其它功率變換器中任何其他類型開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。另外,另一個(gè)適合的術(shù)語(yǔ)“邏輯脈沖”可以用來替代術(shù)語(yǔ)“開關(guān)事件”。
[0077]所有相關(guān)的術(shù)語(yǔ)比如“上”和“下”僅僅是示例目的,而不能被認(rèn)為是限定條件。
[0078]本發(fā)明僅僅通過例子描述了特定的電路和實(shí)施例。應(yīng)該明白的是,還可以有不同的衍生方案。例如,所描述的方法可以應(yīng)用在更簡(jiǎn)單的、只采用一個(gè)分流器的反饋電路和/或更簡(jiǎn)單的模擬電路中。
【權(quán)利要求】
1.一種確定時(shí)間間隔的方法,用于確定功率變換器中開關(guān)器件的開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔,所述開關(guān)器件耦合到直流DC電源以便以特定的開關(guān)頻率提供交流AC電流輸出,其特征在于,該方法包括以下步驟: a.選擇所述開關(guān)器件的第一開關(guān)事件和隨后的第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔的初始長(zhǎng)度; b.當(dāng)所述第一開關(guān)事件和所述隨后的第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔達(dá)到所述初始長(zhǎng)度時(shí),獲取所述開關(guān)器件的電流測(cè)量值; c.改變所述第一開關(guān)事件和所述隨后的第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔的長(zhǎng)度; d.當(dāng)所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度變化時(shí),獲得所述開關(guān)器件的電流測(cè)量值; e.使用所獲得的電流測(cè)量值來檢測(cè)所述開關(guān)器件中電流的產(chǎn)生; f.通過所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度的變化和所獲得的電流測(cè)量值,確定當(dāng)所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)的所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度tg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述開關(guān)器件包括第一開關(guān)和第二開關(guān),其中所述第一開關(guān)事件包括關(guān)閉所述第一開關(guān),且所述第二開關(guān)事件包括接通所述第二開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述開關(guān)器件包括第一開關(guān)和第二開關(guān),其中所述第一開關(guān)事件包括關(guān)閉所述第二開關(guān),且所述第二開關(guān)事件包括接通所述第一開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述開關(guān)器件還具有第三開關(guān)事件和隨后的第四開關(guān)事件,所述第三開關(guān)事件和所述第二開關(guān)事件相反,所述第四開關(guān)事件在所述第三開關(guān)事件之后且和所述第一開關(guān)事件相反,其中,在所述開關(guān)器件工作過程中,選擇并改變所述第三開關(guān)事件和所述第四開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔長(zhǎng)度,以便所述第三開關(guān)事件和所述第四開關(guān)時(shí)間之間的時(shí)間間隔與所述第一開關(guān)事件和所述第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔長(zhǎng)度相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,檢測(cè)所述開關(guān)器件中電流的產(chǎn)生的步驟包括:檢測(cè)所述開關(guān)器件的電流測(cè)量值在何時(shí)超出閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法,其特征在于,檢測(cè)所述開關(guān)器件中電流的產(chǎn)生的步驟包括:檢測(cè)流經(jīng)所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,檢測(cè)流經(jīng)所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的電流的步驟包括:檢測(cè)流經(jīng)所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的電流變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述開關(guān)器件包括一個(gè)或多個(gè)開關(guān)支路,其中所述第一開關(guān)事件和所述第二開關(guān)事件在同一開關(guān)支路上發(fā)生。
9.根據(jù)權(quán)利要求中I至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述開關(guān)器件包括兩個(gè)或多個(gè)開關(guān)支路,其中所述兩個(gè)或多個(gè)開關(guān)支路中的每個(gè)開關(guān)支路包括一對(duì)開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的所述方法,其特征在于,將步驟a至步驟f重復(fù)操作于每個(gè)開關(guān)支路。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,進(jìn)一步包括以下步驟:當(dāng)步驟a至步驟f被實(shí)施后,選擇所述第一開關(guān)事件和所述第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔的長(zhǎng)度ts,其中,該選擇的時(shí)間間隔的長(zhǎng)度ts應(yīng)用在所述功率變換器隨后的運(yùn)行中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其特征在于,選擇所述第一開關(guān)事件和所述第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔的長(zhǎng)度ts的步驟包括:給在確定所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)所確定的所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度tg施加一個(gè)裕量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,施加所述裕量用于改變?cè)诖_定所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)所確定的所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度%從而解決以下任一問題的影響:檢測(cè)誤差、溫度變化對(duì)組件運(yùn)行狀況的影響、組件老化、組件磨損和損壞、或者同類型的不同組件之間的變化。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中I至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在所述功率變換器的調(diào)諧過程中實(shí)施用于確定當(dāng)所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)的所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度tg的步驟。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中I至3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,進(jìn)一步包括以下步驟:在實(shí)施用于確定當(dāng)所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)的所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度tg的步驟之前,改變所述開關(guān)器件的電流檢測(cè)閾值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其特征在于,對(duì)所述開關(guān)器件的電流檢測(cè)閾值的改變只是臨時(shí)的更改。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其特征在于,確定當(dāng)所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)的所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度tg的步驟包括:確定所獲得的電流測(cè)量值超出所改變的電流檢測(cè)閾值時(shí)的所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其特征在于,在實(shí)施用于確定當(dāng)所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)的所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度tg的步驟的過程中,若所獲得的電流測(cè)量值超出所改變的電流檢測(cè)閾值,則所述開關(guān)器件會(huì)發(fā)生電路跳閘。
19.一種開關(guān)器件,用于功率變換器,所述開關(guān)器件耦合到直流DC電流源以便以特定的開關(guān)頻率提供交流AC電流輸出,所述開關(guān)器件設(shè)置為至少使第一開關(guān)事件和隨后的第二開關(guān)事件能夠發(fā)生,其中所述第一開關(guān)事件和所述隨后的第二開關(guān)事件之間存在有時(shí)間間隔,其特征在于,采用以下步驟確定所述時(shí)間間隔: 選擇所述開關(guān)器件的第一開關(guān)事件和隨后的第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔的初始長(zhǎng)度; 當(dāng)所述第一開關(guān)事件和隨后的第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔達(dá)到所述初始長(zhǎng)度時(shí),獲取所述開關(guān)器件的電流測(cè)量值; 改變所述開關(guān)器件的第一開關(guān)事件和隨后的第二開關(guān)事件之間的時(shí)間間隔的長(zhǎng)度; 當(dāng)所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度變化時(shí),獲取所述開關(guān)器件的電流測(cè)量值; 使用所獲取的電流測(cè)量值來檢測(cè)所述開關(guān)器件中電流的產(chǎn)生; 通過所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度的變化和所獲取的電流測(cè)量值,確定當(dāng)所述開關(guān)器件中產(chǎn)生電流時(shí)的所述時(shí)間間隔的長(zhǎng)度tg。
20.一種功率變換器,其特征在于,包括根據(jù)權(quán)利要求19所述的開關(guān)器件。
【文檔編號(hào)】H02M7/5395GK104426409SQ201410440204
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】安東尼·約翰·韋伯斯特, 西蒙·大衛(wèi)·哈特 申請(qǐng)人:控制技術(shù)有限公司