用于生成三相逆变器的偏置电压的偏置电压发生器和方法

用于生成三相逆变器的偏置电压的偏置电压发生器和方法
【专利摘要】一种偏置电压发生器包括：第一限幅器，其被配置为将第一相位电压信号与最大限制值和最小限制值进行比较以输出第一限制电压信号；第二限幅器，其被配置为将第二相位电压信号与所述最大限制值和所述最小限制值进行比较以输出第二限制电压信号；第三限幅器，其被配置为将第三相位电压信号与所述最大限制值和所述最小限制值进行比较以输出第三限制电压信号；以及加法器，其被配置为将所述第一相位电压信号和所述第一限制电压信号之间的差、所述第二相位电压信号和所述第二限制电压信号之间的差和所述第三相位电压信号和所述第三限制电压信号之间的差相加，以输出偏置电压。
【专利说明】
用于生成Ξ相逆变器的偏置电压的偏置电压发生器和方法
技术领域
[0001] 本公开内容设及用于生成偏置电压W用于控制Ξ相逆变器的连续调制和不连续 调制的偏置电压发生器和方法。
【背景技术】
[0002] 随着功率半导体技术进展，通过使用可W高速切换的功率装置来实施可变电压和 可变频率(VWF)驱动器变得更容易。典型接收DC电压源W生成AC可变电压源的电压源逆变 器通常用作用于生成可变电压可变频率的电路。运样的电压源逆变器通常由能量存储系统 化SS)、PV逆变器、电机驱动技术采用。
[0003] 在调制由运样的电压源逆变器生成的电压时，可W采用各种类型的调制方案。最 常用的调制方案之一是脉宽调制(PWM)方案。PWM方案可W被分成连续调制方案和不连续调 制方案。连续调制模式的示例可W包括正弦PWM(SPWM)、空间向量PWM(SVP丽)等。不连续调 制模式的示例可W包括用于减少功率半导体的切换损耗的60°不连续PWM(DPWM)。
[0004] 在运样的连续调制模式或不连续调制模式中，偏置电压与诸如Ξ角波的载波进行 比较W调制电压。在运样做时，在连续调制模式和不连续调制模式中使用不同偏置电压。在 相关领域中，当将Ξ相逆变器从连续调制模式切换到不连续调制模式时存在的问题在于必 须根据调制指数MI来计算针对不连续调制模式的偏置电压。

【发明内容】

[0005] 本公开内容的方面在于提供用于生成Ξ相逆变器的偏置电压的偏置电压发生器 和方法，其允许通过简单地调节权重而不额外地计算另一偏置电压将Ξ相逆变器的电压调 制模式容易地从连续调制模式切换到不连续调制模式。
[0006] 本公开内容的另一方面在于提供用于生成Ξ相逆变器的偏置电压的偏置电压发 生器和方法，通过其具有低调制指数的周期中的总谐波失真(THD)与相关领域中的不连续 调制方案相比较可W得到减少，并且切换损耗可W通过调节不连续调制周期的方式与相关 领域中的连续调制方案相比较得到减少。
[0007] 本公开内容的其他目的不限于上述目的，并且通过参考本公开内容的实施例的下 面的描述可W认识到其他目的和优点。另外，将容易认识到本发明的目的和优点可W借助 于权利要求书和权利要求书中记载的组合来实现。
[000引根据本公开内容的一个方面，一种偏置电压发生器包括:第一限幅器，其被配置为 将第一相位电压信号与最大限制值和最小限制值进行比较W输出第一限制电压信号;第二 限幅器，其被配置为将第二相位电压信号与所述最大限制值和所述最小限制值进行比较W 输出第二限制电压信号；第Ξ限幅器，其被配置为将第Ξ相位电压信号与所述最大限制值 和所述最小限制值进行比较W输出第Ξ限制电压信号；W及加法器，其被配置为将所述第 一相位电压信号和所述第一限制电压信号之间的差、所述第二相位电压信号和所述第二限 制电压信号之间的差和所述第Ξ相位电压信号和所述第Ξ限制电压信号之间的差相加 ，W 输出偏置电压。所述最大限制值和所述最小限制值由预定权重和所述Ξ相逆变器的DC链电 压确定。
[0009] 根据本公开内容的另一方面，一种用于控制Ξ相逆变器中的多个开关元件的开关 操作的Ξ相逆变器控制装置包括:极电压信号发生器，其被配置为分别将第一相位电压信 号、第二相位电压信号和第Ξ相位电压信号与最大限制值和最小限制值进行比较W生成偏 置电压，并且分别将所述偏置电压添加到所述第一相位电压信号、所述第二相位电压信号 和所述第Ξ相位电压信号W生成第一极电压信号、第二极电压信号和第Ξ极电压信号；W 及控制信号发生器，其被配置为将所述第一极电压信号、所述第二极电压信号和所述第Ξ 极电压信号与载波进行比较，W生成用于所述多个开关元件的控制信号，其中，所述最大限 制值和所述最小限制值由预定权重和所述Ξ相逆变器的DC链电压确定。
[0010] 如W上所阐述的，根据本公开内容的示范性实施例，可W通过简单地调节权重k而 不额外地计算另一偏置电压将Ξ相逆变器的电压调制模式容易地从连续调制模式切换到 不连续调制模式。
[0011] 另外，根据本公开内容的示范性实施例，不连续调制模式被调节，使得具有低调制 指数的周期中的总谐波失真(THD)与相关领域中的不连续调制方案相比较可W得到减少， 并且切换损耗可W与相关领域中的连续调制方案相比较得到减少。
【附图说明】
[0012] 图1示出根据本公开内容的示范性实施例的用于生成Ξ相逆变器的偏置电压的方 法被应用到的Ξ相逆变器的示例；
[0013] 图2示出相关领域中的通过PWM控制单元中的极电压信号发生器生成Ξ相极电压 信号的过程；
[0014] 图3示出相关领域中的PWM控制单元中的控制信号发生器通过使用Ξ相极电压信 号来生成用于开关元件的控制信号的过程；
[0015] 图4是根据本公开内容的示范性实施例的在PWM控制单元中包含的极电压信号发 生器的框图；
[0016] 图5是根据本公开内容的示范性实施例的偏置电压发生器的框图；
[0017] 图6是示出根据本公开内容的示范性实施例的S相电压信号与调制指数之间的关 系的图形；
[0018] 图7是示出根据本公开内容的示范性实施例的权重与调制指数之间的关系的图 形；
[0019] 图8是示出根据本公开内容的示范性实施例的具有在不连续操作范围内的任何值 的权重的图形；
[0020] 图9到图11是用于通过根据如图8所示的权重设置改变调制指数MI来将根据本公 开内容的P歷控制方案的偏置电压和极电压的波形与相关领域中的60° DPWM的波形进行比 较的图形；
[0021] 图12是示出调制方案中的每个中的切换损耗相对于根据相位电压信号与相位电 流之间的相位差Φ的连续调制方案中的切换损耗的比率的图形；W及
[0022] 图13是用于将相关领域中的连续电压调制方案和不连续电压调制方案中的加权 总谐波失真(WTHD)与根据本公开内容的实施例的用于生成偏置电压的方法中的WTHD进行 比较的图形。
【具体实施方式】
[0023] W上目的、特征和优点将从参考附图的详细描述变得显而易见。充分详细地描述 实施例W使得本领域技术人员能够容易地实践本公开内容的技术构思。众所周知的功能或 配置的详细公开内容可W被省略W便不使本公开内容的目的不必要地模糊不清。在下文 中，将参考附图详细描述本公开内容的实施例。在附图中，类似的附图标记指代类似的元 件。
[0024] 图1示出根据本公开内容的示范性实施例的用于生成Ξ相逆变器的偏置电压的方 法被应用到的Ξ相逆变器的示例。图1中示出的Ξ相逆变器是在驱动ESS或电机驱动器中使 用的典型两级Ξ相电压源逆变器。
[0025] 参考图1，Ξ相逆变器包括平滑部分101和开关部分102。立相逆变器通过整流器 (未示出）将来自外部装置的Ξ相AC电压整流成DC电压。经整流的DC电压经由图1中示出的 平滑部分101被平滑为在两个DC链处的DC链电压VdE/2。图1中的符号η表示虚拟DC链中性点。 [00%] 经平滑的DC链电压Vdc/2经由开关部分102中的许多开关元件al、a2、bl、b2、cdPc2 被转换成Ξ相AC电压。开关元件al和开关元件a2W互补的方式被接通/断开。类似地，开关 元件bl和开关元件b2W互补的方式被接通/断开，并且开关元件cl和开关元件c2W互补的 方式被接通/断开。
[0027]经由开关部分102的开关操作生成的Ξ相AC电压被输入到负载103,例如电机。
[00巧]开关部分102中的开关元件曰1、曰2、61、62、(：1和〇2分别^互补的方式被接通/断开 W生成Ξ相AC电压。开关元件31、32、61、62、(：1和〇2的开关操作(接通/断开操作)根据从如 图1中示出的PWM控制单元104输出的控制信号来执行。PWM控制单元104使用来自外部装置 输入的Ξ相电压信号来生成用于控制开关元件曰1、曰2、61、62、(：1和〇2的开关操作的控制信 号。
[0029] 图2示出相关领域中的通过PWM控制单元104中的极电压信号发生器生成Ξ相极电 压信号的过程。
[0030] 参考图2，PWM控制单元104中的极电压信号发生器分别将包括第一相位电压信号 八S、第二相位电压信号和第立相位电压信号八3的；相电压信号201添加到偏置电压发 生器202中生成的偏置电压^sn，由此生成包括第一极电压信号八3。、第二极电压信号V心和 第立极电压信号￥\^。的立相极电压信号203。偏置电压￥^。是常常存在于极电压信号203中的 分量，并且是零序电压，使得其不影响相位间电压的组合。
[0031] 因此，在极电压信号203、极电压信号201和偏置电压信号V*sn之间的关系被建立为 如方程1所表示：
[003^「方程 11
[0035]
[0036] 图3示出相关领域中的PWM控制单元104中的控制信号发生器通过使用Ξ相极电压 信号来生成用于开关元件的控制信号的过程。
[0037] 经由图2的过程生成的极电压信号301，即第一极电压信号^an、第二极电压信号 ￥\。和第立极电压信号￥\^^如图3中示出的载波302进行比较。尽管图3中示出的载波302是 Ξ角载波，但是其他类型的载波还可W取决于调制方案来使用。如图3所示，载波302的周期 等于开关频率。峰值具有最大值VdE/2和最小值-Vdc/2。
[0038] 在相关领域中，如图3所示，极电压信号201中的每一个与载波302之间的差被计 算，并且在差等于或大于0时输出值1，并且在差小于0时输出值〇(如由附图标记303所指 示）。因此，如果在极电压信号201中的每一个与载波302之间的差大于0,则接通信号被输出 到开关元件al、bl和cl，并且如果在极电压信号201中的每一个与载波302之间的差小于0， 则接通信号通过非口 304被输出到开关元件a2、b2和c2。
[0039] 在通过如图2和3示出的相关领域中的PWM控制单元104生成控制信号的过程中，调 制模式最终基于偏置电压发生器202中生成的偏置电压^sn来确定。例如，针对正弦PWM (SPWM)(其是连续调制模式)的偏置电压V^n为如下：
[0040] [方程 2]
[0041 ] 二'0
[0042] 另外，针对空间向量PWM(SVPWM)的偏置电压V^n为如下：
[00创[方程引
[0044]
[0045] 其中，Vmax表示第一相位电压信号八33、第二相位电压信号和第Ξ相位电压信 号八。3中的最大的一个，并且Vmin表示其中的最小的一个。方程3中表示的空间向量PWM (SVPWM)是连续调制方案，在连续调制方案中用于所有开关元件的控制信号在载波的周期 中被改变。
[0046] 相反，在不连续调制方案中，相位中的用于开关元件的控制信号不改变，W便减少 切换损耗。最常用的不连续电压调制方案之一是60°不连续PWM(DPWM)，其中60°的切换不连 续周期存在于相位电压信号的峰值附近。60°DPWM具有如下的偏置电压V^n:
[0047] [方程 4]
[0050] 如W上所描述的，在使用偏置电压的PWM控制中，不同偏置电压必须被计算W便从 连续调制模式切换到不连续调制模式，如方程2到4所表示的。
[0051] 另外，相关领域中存在的缺陷在于尽管切换损耗得到减少，但是输出电流中的总 谐波失真(THD)增加。另外，相关领域中存在的缺陷在于尽管输出电流中的THD相较于不连 续调制模式很低，但是切换损耗增加。
[0052] 另外，根据使用偏置电压的现有不连续调制模式，不连续调制周期总是被设置为 基波的周期的120°。因此，当调制指数MI很低时，输出电流中的THD在不连续调制模式中非 常大。结果，在调制指数中存在另一问题，通过调制指数不连续调制模式开始受到限制W便 减少切换损耗。
[0053] 为了克服运样的问题，提供了用于生成Ξ相逆变器的偏置电压的偏置电压发生器 和方法，其允许通过简单地调节权重而不额外地计算另一偏置电压将Ξ相逆变器的电压调 制模式容易地从连续调制模式切换到不连续调制模式。
[0054] 图4是根据本公开内容的示范性实施例的在PWM控制单元104中包含的极电压信号 发生器的框图。
[0055] 参考图4,极电压信号发生器分别将包括第一相位电压信号^as、第二相位电压信 号和第Ξ相位电压信号^cs的Ξ相电压信号401添加到偏置电压发生器402中生成的偏 置电压V^n(如由附图标记403所指示的），由此生成包括第一极电压信号￥\。、第二极电压信 号V\n和第Ξ极电压信号的Ξ相极电压信号403。
[0056] 在图4中，根据本公开内容的示范性实施例的偏置电压发生器402通过使用相位电 压信号401、预定权重1^和^相逆变器的DC链电压Vd。来生成偏置电压η。。
[0057] 图1中示出的偏置电压V^n具有如下面的方程5所表示的范围：
[0化引[方程引
[0化9]
[0060] 如果偏置电压八η为V.，。、或-则在相位电压信号401具有最大值时极电 压信号404总是变成VdE/2或-Vdc/2,并且因此PWM控制单元104W不连续调制模式工作。
[0061] 相反，根据本公开内容的示范性实施例的偏置电压V^n通过使用如下面的方程6中 表示的预定权重k来定义：
[006^ [方程 6]
[0066] 其中k具有范围0《k《l。
[0067] 在下文中，将参考图5详细描述根据方程6通过偏置电压发生器402生成偏置电压 V^n的过程。
[0068] 图5是根据本公开内容的示范性实施例的偏置电压发生器402的框图。
[0069] 参考图5,根据示范性实施例的偏置电压发生器402根据下面的方程7通过使用Ξ 相电压信号V*as、V\s和八S和对应的限制信号Vas、Vbs和Vcs来生成偏置电压V*sn。
[0070] [方程 7]
[0080] 根据本公开内容的示范性实施例的偏置电压发生器402W下面的方式生成如方程 7中表示的偏置电压V^n。参考图5,根据本公开内容的示范性实施例的偏置电压发生器402 包括分别与第一相位电压信号八S、第二相位电压信号和第S相位电压信号八3对应的 第一限幅器502(a)、第二限幅器502(b)和第Ξ限幅器502(c)。
[0081] 第一限幅器502(a)接收第一相位电压信号八33并将接收到的第一相位电压信号 与最大限制值和最小限制值进行比较W输出第一限制信号Vas。在该示范性实施例中，最 大限制值可W被设置为^并且最小限制值可W被设置为其中k表示预定权重。 一） 占子
[0082] 在该示范性实施例中，如果第一相位电压信号^as等于或大于最小限制值并且等 于或小于最大限制值，则第一限幅器502(a)输出第一相位电压信号V\s作为第一限制信号 Vas。另外，如果第一相位电压信号八S小于最小限制值，则第一限幅器502(a)输出最小限制 值作为第一限制信号Vas。另外，如果第一相位电压信号V\s大于最大限制值，则第一限幅器 502(a)输出最大限制值作为第一限制信号Vas。
[0083] 第二限幅器502(b)和第Ξ限幅器502(c)也W与W上描述的第一限幅器502(a)相 同的方式分别输出第二限制信号Vbs和第立限制信号Vu。
[0084] 之后，偏置电压发生器402输出第一限制信号Vas与第一相位电压信号^as之间的 差、第二限制信号化S与第二相位电压信号V\s之间的差和第Ξ限制信号Vcs与第Ξ相位电压 信号￥\^3之间的差的和作为偏置电压￥^。，如图5所示。
[0085] 在图5中，如果Ξ相电压信号501处在最小限制值与最大限制值之间，则由偏置电 压发生器402生成的偏置电压八η变成0。当偏置电压^sn为0时，图1的PWM控制单元104W SPWM模式工作，SPWM模式是连续调制方案。另一方面，如果相位电压信号501大于最大限制 值或小于最小限制值，则偏置电压变成
因此，极电压信号变成 Vdc/2或-Vde/2,使得P歷控制单元104被切换到不连续调制模式。当P歷控制单元104W不连 续调制模式工作时，PWM控制单元104的不连续调制周期由权重k确定。
[0086] 因此，根据本公开内容的示范性实施例，可W通过简单地调节权重k而不额外地计 算另一偏置电压将Ξ相逆变器的电压调制模式容易地从连续调制模式切换到不连续调制 模式。
[0087] 在下文中，将参考图6到图8来描述当根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制 单元104 W不连续调制模式工作时权重k的范围。
[0088] 为了使PWM控制单元104W不连续调制模式工作，权重k必须位于预定不连续操作 范围内。不连续操作范围由调制指数MI确定。调制指数被定义为如下面的方程10所表示的：
[0089] [方程 10]
[0090]
[0091 ]其中，Vm表示相位电压信号的幅值。
[0092] 根据示范性实施例，当调制指数MI大于权重k时，PWM控制单元104的不连续调制开 始，并且当调制指数MI更大时，PWM控制单元104的不连续调制周期更长。
[0093] 图6是示出根据本公开内容的示范性实施例的Ξ相电压信号与调制指数之间的关 系的图形。
[0094] 图6中示出的图形示出第一相位电压信号603(a)、第二相位电压信号603(b)和第 Ξ相位电压信号603(c)的波形，其被归一化为DC链电压VdE/2。如图6所示，第一相位电压信 号603(a)、第二相位电压信号603(b)和第Ξ相位电压信号603(c)的最大值和最小值分别是 Μ 巧口-MI。
[0095] 图6示出权重k的可允许范围601。如W上所描述的，当权重k小于调制指数ΜΙ时不 连续调制开始。当权重k等于调制指数MI时，PWM控制单元104 W SPWM模式工作。
[0096] 在图6中，权重k的最小值602是祕当权重k是最小值602时，PWM控制单元104W 60° DPWM模式工作，60° DPWM模式是不连续调制模式。
[0097] 如可W从图6看到的，当k<MI并且必须满足关系时[控制单元104的不 连续调制开始。由于权重k必须位于范围0《k《l内，不连续操作范围最终被定义如下：
[009引[方程11]
[0099]
[0100] 图7是示出根据本公开内容的示范性实施例的权重与调制指数之间的关系的图 形。
[0101] 为了使pmi控制单元104 W不连续调制模式工作，权重k相对于调制指数MI的梯度 必须等于或小于1(如由附图标记701所指示的），如图7所示。具体地，当PWM控制单元104W 60。DP丽工作时，权重k相对于调制指数MI的梯度变成專，如图7所示。在图7中，11_3化的指 示不连续调制开始点703,在其处PWM控制单元104开始W不连续调制模式工作。
[0102] 因此，如图7所示，当PWM控制单元104W不连续调制模式工作时，权重k必须位于不 连续操作范围704内。
[0103] 图8是示出根据本公开内容的示范性实施例的具有不连续操作范围内的任何值的 权重801的图形。图9到图11是用于通过根据如图8所示设置的权重改变调制指数MI来将根 据本公开内容的PWM控制方案的偏置电压和极电压的波形与相关领域中的60°DPWM的波形 进行比较的图形。
[0104] 在图9中，根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制方案的调制指数MI被设置为 0.5。图9示出相关领域中的60°DPWM方案中的极电压信号的波形901(a)，W及根据本公开内 容的示范性实施例的PWM控制方案中的极电压信号的波形902(a)。由于调制指数MI比不连 续调制开始点MI_stad更低，则根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制方案中的极电 压信号的波形902(a)与SPWM的极电压信号的波形相同。
[0105] 另外，图9示出相关领域中的60° DPWM方案中的偏置电压的波形901 (b)，W及根据 本公开内容的示范性实施例的PWM控制方案中的偏置电压的波形902(b)。由于调制指数MI 比不连续调制开始点MI_stad更低，则根据本公开内容的示范性实施例的P丽控制方案中 的偏置电压的波形902(b)变成0。
[0106] 在图10中，根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制方案的调制指数MI被设置 为0.7。图10示出相关领域中的60°DPWM方案中的极电压信号的波形1001(a)，W及根据本公 开内容的示范性实施例的PWM控制方案中的极电压信号的波形1002(a)。由于调制指数MI比 不连续调制开始点MI_stad更低，则根据本公开内容的示范性实施例的P丽控制单元开始 W不连续调制模式工作。然而，如图10所示，根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制方 案中的极电压信号的波形1002(a)小于相关领域中的60°DPWM方案中的极电压信号的波形 1001(a)。
[0107] 另外，图10示出了相关领域中的60°DPWM方案中的偏置电压的波形1001(b)，W及 根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制方案中的偏置电压的波形1002(b)。如图10所 示，根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制方案中的偏置电压的波形1002(a)不完全与 相关领域中的60° DPWM方案中的偏置电压的波形1002 (b)相同。
[0108] 在图11中，根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制方案的调制指数MI被设置 为吞，并且因此权重k变成1。因此，如图11所示，根据本公开内容的示范性实施例的PWM 控制方案中的极电压信号的波形与相关领域中的60°DPWM方案中的极电压信号的波形相同 (如由附图标记1101(a)所指示），并且根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制方案中的 偏置电压的波形也与相关领域中的60°DPWM方案中的偏置电压的波形相同（如由附图标记 1101(b)所指示）。也就是说，根据本公开内容的示范性实施例的Pmi控制单元104根据60° DPWM方案来执行电压调制。
[0109] 如图巧帽11所示，根据本公开内容的示范性实施例的P歷控制方案，当调制指数 MI小于不连续调制开始点MI_stad时，P歷控制单元104WSP丽模式工作，并且当调制指数 MI等于或大于不连续调制开始点^_3*3^时，不连续调制周期增加。另外，当调制指数是 2Λ、恩时，P歷控制单元104W60°DP歷模式工作，使得其具有针对周期的最大不连续调制周 期。
[0110] 图12是示出调制方案中的每一个中的切换损耗相对于根据相位电压信号与相位 电流之间的相位差聲的连续调制方案中的切换损耗的比率的图形。
[0111] 在图12中，不连续调制开始点^_3*3的被设置为0.5,并且权重k被设置为如8所 示。图12示出了当调制指数MI为0.5时根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制模式中的 切换损耗1201，其等于SPWM中的切换损耗。另外，图12示出了当调制指数MI从不连续调制开 始点]?1_313的被改变为躬、原时根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制模式中的切换损 耗1202。在图12中，当调制指数MI为:2/时的切换损耗等于相关领域中的60° DPWM中的切 换损耗。
[0112] 图13是用于将相关领域中的连续电压调制方案和不连续电压调制方案中的加权 总谐波失真(WTHD)与根据本公开内容的实施例的用于生成偏置电压的方法中的WTHD进行 比较的图形。
[0113] 图13中的WT皿被定义如下：
[0114] [方掛 2]
[0115]
[0116] 其中，ω1表示基波的频率，VI表示基波的幅值，η表示谐波的阶数，并且Vn表示η阶 谐波的幅值。
[0117] 图13示出了相关领域中的60° DPWM方案中的WT皿1301、相关领域中的SPWM方案中 的WTHD 1302、相关领域中的SVPWM方案中的WTHD 1303、W及根据本公开内容的示范性实施 例的PWM控制方案中的WT皿1304。
[0118] 如图13所示，当调制指数MI等于或小于不连续调制开始点^_3*3的时，根据本公 开内容的示范性实施例的PWM控制方案中的WTHD 1304与相关领域中的SP丽方案中的WTHD 1302相同。然而，当调制指数MI变得比不连续调制开始点MI_stad更大时，不连续调制周期 增加，使得WT皿1304逐渐地增加。即使根据本公开内容的示范性实施例的P歷方案中的 WT皿1304增加，其总是保持比相关领域中的60° DPWM方案中的WT皿1301更低。
[0119] W上描述的根据本公开内容的示范性实施例的pmi控制方案是电压调制方法，其 中将使用相位电压信号、限幅器和权重计算的零序电压或偏置电压与Ξ角波进行比较。从 连续电压调制模式到不连续电压调制模式的平滑切换可W通过将在相位电压信号与在已 经通过了限幅器之后的各自的限制电压信号之间的差加起来而实现。另外，不连续电压调 制周期可W通过调节由输入到限幅器的权重定义的最大限制值和最小限制值来调节。
[0120] 通过利用由此生成的偏置电压，当调制指数被设置为低于不连续调制开始点的值 时，PWM控制单元W连续调制模式工作，然而，当调制指数变得比不连续调制开始点更大时， PWM控制单元被切换到不连续调制模式。通过将根据本公开内容的示范性实施例的PWM控制 方案应用到用于ESS的逆变器、用于光伏模块的逆变器、用于电机驱动器的逆变器等，THD可 w通过调节与相关领域中的不连续调制方案相比较的不连续调制周期得到减少，甚至在具 有低调制指数的周期中。因此，电流中的THD不超过驱动点中的每一个的公差，同时减少切 换损耗。
[0121] W上描述的本公开内容可W被本发明设及的领域的技术人员在不脱离本公开内 容的范围和精神的情况下W各种方式替代、更改和修改。因此，本公开内容不限于上述示范 性实施例和附图。
【主权项】
1. 一种三相逆变器中的偏置电压发生器，所述三相逆变器以连续调制模式或不连续调 制模式工作，所述偏置电压发生器包括： 第一限幅器，其被配置为将第一相位电压信号与最大限制值和最小限制值进行比较以 输出第一限制电压信号； 第二限幅器，其被配置为将第二相位电压信号与所述最大限制值和所述最小限制值进 行比较以输出第二限制电压信号； 第三限幅器，其被配置为将第三相位电压信号与所述最大限制值和所述最小限制值进 行比较以输出第三限制电压信号；以及 加法器，其被配置为将所述第一相位电压信号和所述第一限制电压信号之间的差、所 述第二相位电压信号和所述第二限制电压信号之间的差和所述第三相位电压信号和所述 第三限制电压信号之间的差相加，以输出偏置电压， 其中，所述最大限制值和所述最小限制值由预定权重和所述三相逆变器的DC链电压确 定。2. 根据权利要求1所述的偏置电压发生器，其中，所述第一限幅器、所述第二限幅器和 所述第三限幅器被配置为： 如果所述第一相位电压信号、所述第二相位电压信号和所述第三相位电压信号处在所 述最小限制值与所述最大限制值之间，则分别输出所述第一相位电压信号作为所述第一限 制电压信号，输出所述第二相位电压信号作为所述第二限制电压信号，并且输出所述第三 相位电压信号作为所述第三限制电压信号； 如果所述第一相位电压信号、所述第二相位电压信号和所述第三相位电压信号小于所 述最小限制值，则分别输出所述最小限制值作为所述第一限制电压信号，作为所述第二限 制电压信号，以及作为所述第三限制电压信号;并且 如果所述第一相位电压信号、所述第二相位电压信号和所述第三相位电压信号大于所 述最大限制值，则分别输出所述最大限制值作为所述第一限制电压信号，作为所述第二限 制电压信号，以及作为所述第三限制电压信号。3. 根据权利要求1所述的偏置电压发生器，其中，如果所述第一相位电压信号、所述第 二相位电压信号和所述第三相位电压信号处在所述最小限制值与所述最大限制值之间，则 所述三相逆变器以所述连续调制模式工作，并且 如果所述第一相位电压信号、所述第二相位电压信号和所述第三相位电压信号小于所 述最小限制值或者大于所述最大限制值，则所述三相逆变器以所述不连续调制模式工作。4. 根据权利要求1所述的偏置电压发生器，其中，如果所述权重位于预定不连续操作范 围内，则所述三相逆变器以所述不连续调制模式工作，并且 如果所述权重不位于所述预定不连续操作范围内，则所述三相逆变器以所述连续调制 模式工作。5. 根据权利要求4所述的偏置电压发生器，其中，所述不连续操作范围被定义为：其中，k表示权重，并且MI表示调制指数。6. -种用于控制三相逆变器中的多个开关元件的开关操作的三相逆变器控制装置，所 述三相逆变器控制装置包括： 极电压信号发生器，其被配置为分别将第一相位电压信号、第二相位电压信号和第三 相位电压信号与最大限制值和最小限制值进行比较以生成偏置电压，并且分别将所述偏置 电压添加到所述第一相位电压、所述第二相位电压信号和所述第三相位电压信号以生成第 一极电压信号、第二极电压信号和第三极电压信号；以及 控制信号发生器，其被配置为将所述第一极电压信号、所述第二极电压信号和所述第 三极电压信号与载波进行比较，以生成用于所述多个开关元件的控制信号， 其中，所述最大限制值和所述最小限制值由预定权重和所述三相逆变器的DC链电压确 定。7. 根据权利要求6所述的三相逆变器控制装置，其中，所述极电压信号发生器包括偏置 电压发生器，所述偏置电压发生器被配置为生成所述偏置电压，并且 所述偏置电压发生器包括： 第一限幅器，其被配置为将所述第一相位电压信号与最大限制值和最小限制值进行比 较以输出第一限制电压信号； 第二限幅器，其被配置为将所述第二相位电压信号与所述最大限制值和所述最小限制 值进行比较以输出第二限制电压信号； 第三限幅器，其被配置为将所述第三相位电压信号与所述最大限制值和所述最小限制 值进行比较以输出第三限制电压信号；以及 加法器，其被配置为将所述第一相位电压信号和所述第一限制电压信号之间的差、所 述第二相位电压信号和所述第二限制电压信号之间的差和所述第三相位电压信号和所述 第三限制电压信号之间的差相加，以输出偏置电压。8. 根据权利要求6所述的三相逆变器控制装置，其中，如果所述第一相位电压信号、所 述第二相位电压信号和所述第三相位电压信号处在所述最小限制值与所述最大限制值之 间，则所述三相逆变器以所述连续调制模式工作，并且 如果所述第一相位电压信号、所述第二相位电压信号和所述第三相位电压信号小于所 述最小限制值或者大于所述最大限制值，则所述三相逆变器以所述不连续调制模式工作。9. 根据权利要求6所述的三相逆变器控制装置，其中，如果所述权重位于预定不连续操 作范围内，则所述三相逆变器以所述不连续调制模式工作，并且 如果所述权重不位于所述预定不连续操作范围内，则所述三相逆变器以所述连续调制 模式工作。10. 根据权利要求9所述的三相逆变器控制装置，其中，所述不连续操作范围被定义为：其中，k表示权重，并且MI表示调制指数。
【文档编号】H02M7/5395GK106059365SQ201610225097
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月12日 公开号201610225097.5, CN 106059365 A, CN 106059365A, CN 201610225097, CN-A-106059365, CN106059365 A, CN106059365A, CN201610225097, CN201610225097.5
【发明人】李学俊, 俞安劳
【申请人】Ls产电株式会社