[发明专利]电压跟随装置、方法及变频驱动控制回路

权利要求书

1.一种电压跟随装置，应用于变频驱动控制回路中，其特征在于，包括：整流模块、逆变驱动模块、降压模块、电压采样模块、电流采样模块及电压跟随控制模块；

所述逆变驱动模块用于驱动负载，所述逆变驱动模块的输出端与所述电流采样模块连接；所述电流采样模块用于采集所述逆变驱动模块输出端的当前电流，并将所述当前电流发送至所述电压跟随控制模块；所述电压采样模块用于采集所述变频驱动控制回路中的当前母线电压；所述电压跟随控制模块用于根据所述当前电流计算所述负载的当前运行转速，并根据所述当前运行转速和所述当前母线电压，控制所述整流模块执行升压操作或控制所述降压模块执行降压操作，以实现所述当前母线电压跟随所述当前运行转速；

所述整流模块用于接入三相交流电，所述整流模块包括第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第五绝缘栅双极型晶体管及第六绝缘栅双极型晶体管；

所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第四绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，且共同连接到第一电感的一端，所述第一电感的另一端接入所述三相交流电的第一输入信号；所述第二绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第五绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，且共同连接到第二电感的一端，所述第二电感的另一端接入所述三相交流电的第二输入信号；所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第六绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，且共同连接到第三电感的一端，所述第三电感的另一端接入所述三相交流电的第三输入信号；所述第一输入信号、所述第二输入信号和所述第三输入信号之间的相位依次相差120°；所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极、所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极及所述第三绝缘栅双极型晶体管的集电极相连，且共同连接至所述降压模块；所述第四绝缘栅双极型晶体管的发射极、所述第五绝缘栅双极型晶体管的发射极及所述第六绝缘栅双极型晶体管的发射极相连，且也共同连接至所述降压模块；

所述降压模块包括第十三绝缘栅双极型晶体管、二极管和第四电感；

所述第十三绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述整流模块连接，所述第十三绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与所述二极管的负极、所述第四电感的一端连接；所述二极管的正极也与所述整流模块连接；所述第四电感的另一端与所述逆变驱动模块连接；

当所述当前运行转速小于第一预设转速时，所述电压跟随控制模块确定第一参考电压及控制所述降压模块执行所述降压操作，并根据所述第一参考电压与所述当前母线电压的比较结果控制第一降压幅度；

当所述当前运行转速大于或等于所述第一预设转速，且小于第二预设转速时，所述电压跟随控制模块确定第二参考电压及控制所述降压模块执行所述降压操作，并根据所述第二参考电压与所述当前母线电压的比较结果控制第二降压幅度；

当所述当前运行转速大于或等于所述第二预设转速，且小于第三预设转速时，所述电压跟随控制模块确定第三参考电压及控制所述整流模块执行所述升压操作，并根据所述第三参考电压与所述当前母线电压的比较结果控制第一升压幅度；

当所述当前运行转速大于或等于所述第三预设转速时，所述电压跟随控制模块确定第四参考电压及控制所述整流模块执行所述升压操作，并根据所述第四参考电压与所述当前母线电压的比较结果控制第二升压幅度；所述第一参考电压和所述第四参考电压均分别为一定值；所述第二参考电压和所述第三参考电压的设定值均分别为一取值范围，且所述第二参考电压的取值与所述当前运行转速呈一正比例关系，比例系数为一设定值；所述第三参考电压的取值与所述当前运行转速也呈一正比例关系，比例系数也为一设定值；

所述电压跟随控制模块包括：计算单元、给定单元、电压比较单元和控制单元；其中，所述控制单元包括：第一PWM信号生成电路和第二PWM信号生成电路；

所述第一PWM信号生成电路一端与所述电压比较单元连接，另一端与所述降压模块连接，用于根据降压幅度生成第一PWM信号，并将所述第一PWM信号发送至所述降压模块，以使所述降压模块根据所述第一PWM信号执行相应的降压操作；

所述第二PWM信号生成电路一端与所述电压比较单元连接，另一端与所述整流模块连接，用于根据升压幅度生成第二PWM信号，并将所述第二PWM信号发送至所述整流模块，以使所述整流模块根据所述第二PWM信号执行相应的升压操作；

所述控制单元根据降压幅度和升压幅度，控制整流模块按照升压幅度执行相应的升压操作或控制降压模块按照降压幅度执行相应的降压操作包括：所述控制单元根据降压幅度调节用于驱动第十三绝缘栅双极型晶体管驱动信号的PWM占空比，以实现将母线电压控制在对应降压的参考电压附近；或所述控制单元根据升压幅度调节用于驱动第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第五绝缘栅双极型晶体管及第六绝缘栅双极型晶体管，六个绝缘栅双极型晶体管驱动信号的PWM占空比，以实现将母线电压控制在对应升压的参考电压附近。