[发明专利]二极管中点箝位型三电平逆变器限流控制方法及相关电路

说明书

技术领域

本申请涉及逆变器限流技术领域，特别是涉及二极管中点箝位型三电平逆变器限流控制方法及相关电路。

背景技术

逆变器用来把直流电能转变为交流电能，其电路主要包括逆变桥、控制逻辑电路和滤波电路。

请参见图1，示出了一种典型的二极管中点箝位型三电平逆变器的主电路示意图，主要包括四个开关管分别为第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4，以及二极管D5、D6，而且，每个开关管两端均反并联有二极管，如图1所示的二极管D1、D2、D3、D4；其中，四个开关管分别由四路驱动信号控制导通、关断状态，其中，开关管Q1和Q4处于桥臂的外侧，称为外管（下文同），Q2和Q3处于桥臂的内侧，称为内管（下文同）。

具体的，在该二极管中点箝位型三电平逆变器输出电压处于正半周时，开关管Q2常通、开关管Q4常闭，开关管Q1和Q3以互补方式导通并保证死区时间；在该二极管中点箝位型三电平逆变器输出电压处于负半周时，开关管Q3常通，开关管Q1常闭，开关管Q2和Q4以互补方式导通并保证死区时间。所述死区时间是在桥式电路中开关管的控制过程中，为保证桥臂的上下管不会因为开关管的开关延时问题而发生同时导通而设置的保护时段。

请参见图2，示出了图1所示的电路的控制逻辑电路的示意图，主要包括第一控制器1、第二控制器2、逆变电流检测电路3、过流发生电路4，其中，基本的控制策略是：由第一控制器1产生两路带死区的SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脉冲宽度调制）驱动脉冲，即PWM1和PWM2，以及输出电压正负半周使能信号EN，当EN为低电平时，三电平逆变器的输出电压处于正半周；当EN为高电平时，输出电压处于负半周；所述PWM1、PWM2和EN由第二控制器2按照三电平逆变逻辑产生四路驱动脉冲，分别为Q1PWM、Q2PWM、Q3PWM、Q4PWM，分别驱动开关管Q1、Q2、Q3、Q4。

所述逆变电流检测电路3实时检测流过开关管的电流，将检测到的逆变电流信号Iinv发送给过流发生电路4，当检测到的逆变电流大于一电流设定值时，过流发生电路产生过流信号OC，并提供给第二控制器2，第二控制器2封锁逆变器5中的所有开关管的驱动脉冲，将所述开关管关闭；当过流消失后，过流发生电路4输出过流信号OC翻转，从而使第二控制器2产生正常的驱动脉冲，使逆变器中的开关管恢复正常的开关状态。

请参见图3，示出了现有技术中一种限流方案的驱动脉冲波形示意图，如图3所示，过流信号OC为高电平时，表明逆变电流大于电流设定值，进入限流状态，过流信号OC为低电平时，表明逆变电流小于电流设定值，为出限流状态。

如图3所示，t1时刻过流OC翻转，进入限流逻辑，延时至t2时刻，确认过流信号OC并非干扰信号产生翻转后，关闭外管Q1和Q4，延时至t3再关闭内管Q2和Q3；t4时刻过流信号OC翻转，同时打开内管Q2、Q3，延时至t5，若输出电压处于正半周，则关闭Q3，若输出电压处于负半周，则关闭Q2，延时至t6，同时恢复四管驱动逻辑。在出限流时，两个内侧开关管（下文简称内管）Q2、Q3同时由关断状态转换为导通状态，此时，外侧开关管（下文简称外管）Q1或Q4将承受一倍母线电压与线路寄生参数产生的附加电压之和，极易引起外管承受的电压应力较大进而导致失效。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种二极管中点箝位型三电平逆变器限流控制方法及相关电路，以保证出限流时开关管的电压应力不会超标，技术方案如下：

本申请的方面提供了一种二极管中点箝位型三电平逆变器限流方法，所述二极管中点箝位型三电平逆变器电路至少包括依次串联的四个开关管构成的桥臂，所述方法包括：

当所述开关管中的电流降低至不大于第一电流设定值时，驱动处于所述桥臂内侧的开关管中的一个开关管导通，经过第一延时时间后，驱动所述内侧开关管中的另一开关管导通；

经过第二延时时间后，控制所述内侧开关管中的一个开关管关断，另一开关管常通；

控制所有的开关管以所述二极管中点箝位型三电平逆变电路的控制时序导通或关断。

本申请另一方面还提供了一种二极管中点箝位型三电平逆变器电路，至少包括：四个依次串联的开关管构成的桥臂和检测控制电路；

所述检测控制电路包括：第一控制器、第二控制器、逆变电流采集电路和过流发生检测电路，其中：

所述逆变电流采集电路，用于采集开关管中的电流，并提供给所述过流发生检测电路；