驅動電源轉換系統(tǒng)的方法、電源轉換系統(tǒng)、及開關控制器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于控制電源轉換器的方法和控制系統(tǒng)，該方法和控制系統(tǒng)通過 調制電源轉換器的開關設備中的開關信號實現，并且特別電源轉換器中開關信號的調制。
【背景技術】
[000引圖1示出了眾所周知的用于轉換直流值C)電101至交流（AC)輸出103的H相電 源逆變器100,此交流輸出然后可連接至負載（未示出）。該逆變器包括逆變器切換網絡 102,逆變器切換網絡102包括H個獨立的相200, 300,400 (也分別稱為相U，V，W)。每一相 包含兩個串聯(lián)的開關：相200/U中的200a，200b ;相300/V中的300a，300b ;和相400/W中 的400a，400b。開關200a，300a，和400a連接至正軌105 (也可稱為"上"開關），開關20化， 300b，和40化連接至負軌107(也可稱為"下"開關）。在圖1中，每個開關是一個IGBT(絕 緣柵雙極型晶體管），并且，對于每一個IGBT，可看出與一個反并行的二極管并聯(lián)。然而， 具有快速切換功能的任何開關可被使用?？刂葡到y(tǒng)108 (例如處理器）提供驅動信號P，q， r (和反向信號P'，q'，r')控制開關200a，200b，300a，300b，400a，400b的切換來控制逆變 器100的交流輸出。一個例子示出在US2012/0075892中。
[0003] 通過組合六個開關的開關狀態(tài)，可在交流輸出端103產生正弦輸出電流。但是，為 了同一時間位于同一相位的兩個開關不同時開啟，逆變器100必須被控制，該樣直流源101 才不會短路。因此，如果200a處于打開狀態(tài)，那么20化必須處于關閉狀態(tài)，反之亦然；如果 300a處于打開狀態(tài)，那么30化必須處于關閉狀態(tài)，反之亦然；如果400a處于打開狀態(tài)，那 么40化必須處于關閉狀態(tài)，反之亦然。該導致逆變器有八種可能的切換矢量，如表1所示。 在表1中，矢量值是H個上開關200a，300a，400a的狀態(tài)，H個下開關20化，300b，40化必然 處于相反狀態(tài)W避免直流源短路。
[0004] 表 1
[0005]
【主權項】
1. 一種驅動電源轉換系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述電源轉換系統(tǒng)包括；直流源和逆 變器，所述逆變器禪合至所述直流源，并被配置為接收來自于所述直流源的直流電源，所述 逆變器包括一個或多個交流端子和逆變器切換網絡，所述一個或多個交流端子用于W輸出 頻率供給交流電，所述逆變器切換網絡包括用于將直流電轉換成交流電的多個逆變器開 關；所述方法包括： 根據選定的切換順序，將控制信號施加到所述逆變器切換網絡上，其中，對應于需求矢 量當前所處的切換方案中的期望部分施加切換順序，所述切換方案對應于空間矢量調制方 案中的所述需求矢量，在所述空間矢量調制方案中，靜態(tài)活躍矢量在外圍，靜態(tài)零矢量在原 占. ;、、、 ? 存儲多個同步切換方案，在所述多個同步切換方案中，對于單獨的切換周期，逆變器切 換網絡中至少兩相的每一相中的開關從第一狀態(tài)同時切換至第二狀態(tài)，所述逆變器切換網 絡中至少一個其它相的相應開關處于給定狀態(tài)，并且，所述至少兩相的每一相中的開關從 第二狀態(tài)同時切換至第一狀態(tài)，所述至少一個其它相的開關處于所述給定狀態(tài)；W及 在低輸出頻率時，根據與所述靜態(tài)活躍矢量有關的所述需求矢量的位置，通過應用所 述多個同步切換方案中的第一同步切換方案來實施同步切換順序。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括；在低輸出頻率時，根據與所述靜 態(tài)活躍矢量有關的所述需求矢量的位置，通過所述多個同步切換方案中的第一同步切換方 案和所述多個同步切換方案中的第二同步切換方案來施加同步切換順序。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括；在所述第一同步切換方案和所述 第二同步切換方案之間交替。
4. 根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，還包括；從存儲信息中讀取所述第一 同步切換方案和所述第二同步切換方案的實施順序。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述信息存儲在查找表里。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，實施的同步切換方案是為得到在當前需 求矢量之前的靜態(tài)矢量的同步切換方案。
7. 根據任一前述權利要求所述的方法，其特征在于，所述低輸出頻率是指在OHz與 10化之間的輸出頻率。
8. 根據任一前述權利要求所述的方法，其特征在于，所述低輸出頻率是指在0化與2Hz 之間的輸出頻率。
9. 根據任一前述權利要求所述的方法，其特征在于，所述電源轉換系統(tǒng)是H相電源轉 換系統(tǒng)，所述逆變器切換網絡的每一相包括兩個轉換開關，有六個靜態(tài)活躍矢量在外圍，兩 個靜態(tài)零矢量在原點，W及有六種同步切換方案。
10. 根據任一前述權利要求所述的方法，其特征在于，還包括：為每一個同步切換方案 生成等量的相電壓。
11. 根據任一前述權利要求所述的方法，其特征在于，在不同的同步切換方案之間實施 不同的相電壓量值。
12. -種電源轉換系統(tǒng)，其特征在于，包括： 直流源； 逆變器，所述逆變器連接至所述直流源，并被配置為接收來自于所述直流源的直流電 源，所述逆變器包括一個或多個交流端子和逆變器切換網絡，所述交流端子用于w輸出頻 率供給交流電，所述逆變器開關網絡包括用于將直流電轉換成交流電的多個轉換開關；W 及 開關控制器，設置用于根據選定的切換順序，對所述逆變器切換網絡實施控制信號，其 中所述開關控制器設置用于對應于需求矢量當前所處的切換方案中的需要部分實施切換 順序，所述切換方案對應于空間矢量調制方案中的所述需求矢量，在所述空間矢量調制方 案中，靜態(tài)活躍矢量在外圍，靜態(tài)零矢量在原點； 其中，所述開關控制器設置用于存儲同步切換方案，在所述同步切換方案中，對于一個 單獨的切換周期，逆變器切換網絡中至少兩相的每一個中的開關從第一狀態(tài)同時切換至第 二狀態(tài)，所述逆變器切換網絡中至少一個其它相的相應開關處于指定狀態(tài)，并且，所述至少 兩相的每一個中的開關從第二狀態(tài)同時切換至第一狀態(tài)，所述至少一個其它相的開關處于 指定狀態(tài)；和 其中，所述開關控制器被設置為：在低頻率時，依賴與所述靜態(tài)活躍矢量有關的所述需 求矢量的位置，通過應用所述同步切換方案中的第一同步切換方案來實施同步切換順序。
13. -種用于電源轉換系統(tǒng)的開關控制器，所述電源轉換系統(tǒng)包括直流源和逆變器，所 述逆變器連接至所述直流源，并被配置為接收來自于所述直流源的直流電源，所述逆變器 包括一個或多個交流端子和逆變器切換網絡，所述交流端子用于W輸出頻率供給交流電， 所述逆變器切換網絡包括用于將直流電轉換成交流電的多個轉換開關；其中， 所述開關控制器被設置為；在使用中，根據選定的切換順序，將控制信號施加到所述逆 變器切換網絡上，其中，對應于需求矢量當前所處的切換方案中的需要部分施加切換順序， 所述切換方案對應于空間矢量調制方案中的所述需求矢量，在所述空間矢量調制方案中， 靜態(tài)活躍矢量在外圍，靜態(tài)零矢量在原點； 其中，所述開關控制器設置用于存儲同步切換方案，在所述同步切換方案中，對于一個 單獨的切換周期，逆變器切換網絡中至少兩相的每一相中的開關從第一狀態(tài)同時切換至第 二狀態(tài)，所述逆變器切換網絡中至少一個其它相的相應開關處于給定狀態(tài)，并且，所述至少 兩相的每一相中的開關從第二狀態(tài)同時切換至第一狀態(tài)，所述至少一個其它相的開關處于 指定狀態(tài)；W及 其中，所述開關控制器被設置為：在低頻率時，根據與所述靜態(tài)活躍矢量有關的所述需 求矢量的位置，通過應用所述同步切換方案中的第一同步切換方案來實施同步切換順序。
【專利摘要】提供了驅動電源轉換系統(tǒng)的方法、電源轉換系統(tǒng)、及開關控制器。該系統(tǒng)包括彼此耦合的直流源和逆變器，逆變器接收來自直流源的直流電源，并包括交流端子和逆變器開關網絡，交流端子用于以輸出頻率供給交流電，逆變器開關網絡包括用于將直流電轉換成交流電的多個轉換開關。該方法包括：根據選定切換順序，將控制信號施加到逆變器切換網絡上，其中對應于需求矢量當前所處的切換方案中的需要部分實施切換順序，切換方案對應于空間矢量調制方案中的需求矢量，在空間矢量調制方案中，靜態(tài)活躍矢量在外圍，靜態(tài)零矢量在原點；存儲多個同步切換方案；在低輸出頻率時，根據與靜態(tài)活躍矢量有關的需求矢量的位置，通過應用第一同步切換方案實施同步切換順序。
【IPC分類】H02M7-537
【公開號】CN104638964
【申請?zhí)枴緾N201410645714
【發(fā)明人】西蒙·大衛(wèi)·哈特, 安東尼·約翰·韋伯斯特
【申請人】控制技術有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年11月12日
【公告號】EP2871767A2, US20150131351