[发明专利]一种超低开关功耗、超低输出端电磁干扰的逆变驱动系统

说明书

本发明公开了一种超低开关功耗、超低输出端电磁干扰的逆变驱动系统，包括多相逆变驱动系统，每相逆变驱动系统为独立系统，且均包括以下部分：反馈控制单元、比较控制单元和功率开关电路。本发明在通过功率开关器件与电感电容输出电路的组合，使功率开关电路工作于近似于边界传到模式BCM的状态，在输出端保持低频正弦电压电流输出的同时，使电感电流在每个高频开关周期内由反向的切换电流增长到峰值电流再降低到反向的切换电流。从原理上提供低高次谐波成分的正弦电压电路输出，同时由于电感在每个开关周期的开始和结束时电感电流与电感电流的平均值相反，通过此电流可实现功率开关器件的ZVS开关，从而实现了低开关损耗和低输出端高频电磁干扰。

技术领域

本发明涉及变频器的技术领域，具体的说是涉及一种超低开关功耗、超低输出端电磁干扰的逆变驱动系统。

背景技术

在常规变频器驱动系统中，由于变频器通过高频开关调制输出，开关过程在输出端产生极高的du/dt，其会通过电缆线、电机绕组的对地寄生电容产生较大的共模干扰。因此在较长距离和对电磁干扰敏感的应用环境中需要使用正弦滤波器或带屏蔽层的动力电缆。在相同输出功率的情况下，当使用较低的开关频率时滤波器尺寸将大幅增大，当使用较高的开关频率时功率开关器件产生的开关损耗也将同时增大。同时不仅增加了系统重量和成本，也产生了诸如附加的无功功率和导线屏蔽层接地电阻等问题。

本发明在通过功率开关器件与电感电容输出电路的组合，使功率开关电路工作于近似于边界传到模式BCM(Boundary Conduction Mode)的状态，在输出端保持低频正弦电压电流输出的同时，使电感电流在每个高频开关周期内由反向的切换电流增长到峰值电流再降低到反向的切换电流。从原理上提供低高次谐波成分的正弦电压电路输出，同时由于电感在每个开关周期的开始和结束时电感电流与电感电流的平均值相反，通过此电流可实现功率开关器件的零电压开关(ZeroVoltage Switching，缩写ZVS)，从而实现极低开关损耗，从而降低功率开关器件在高频开关时的发热。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种超低开关功耗、超低输出端电磁干扰的逆变驱动系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供了一种超低开关功耗、超低输出端电磁干扰的逆变驱动系统，包括三相驱动系统，每相逆变驱动系统为独立系统，每相逆变驱动系统的输出端为所需输出的交流波形，每相逆变驱动系统均包括以下部分：反馈控制单元、比较控制单元和功率开关电路；

每个所述反馈控制单元，通过输入信号：外部输入信号u_sin(t)、输出端电压信号u_out(t)、输出端电流信号i_out(t)来计算出该相所需的输出设置电流i_set(t)，并将该相所需输出的输出设置电流i_set(t)输出到该相逆变驱动系统的比较控制单元；

每个所述比较控制单元，其输入信号包括该相逆变驱动系统的反馈控制单元输出的输出设置电流i_set(t)和实时测量的电感电流i_L(t)；通过由反馈控制单元输出的输出设置电流i_set(t)与功率开关电路的结构特性计算出开关状态切换时所需的电感峰值电流I_peak(t)和中间比较电流I_comp(t)，设置一个用于零电压开关的切换电流I_const，并与实时测量的电感电流i_L(t)进行比较，通过逻辑计算确定出功率开关电路中开关器件相应的开关状态，并将开关状态信号输出到该相逆变驱动系统的功率开关电路；