一种三电平逆变器的PWM脉冲放波方法及控制器技术

本申请提供的三电平逆变器的PWM脉冲放波方法及控制器，在通过处于第一优先驱动的错误事件强制功能进行封波后，首先通过处于第二优先驱动的软件强制功能将PWM脉冲强制为放波时刻理想的驱动信号；再在判断当前状态满足接收的放波指令中的放波条件时，清除第一优先驱动和第二优先驱动的强制功能；使单相桥臂的PWM脉冲按照上述理想的驱动信号控制各个开关管，避免出现窄脉冲和内管和外管同时导通的情况，进而避免了由此带来的无法保证逆变器正常、可靠、稳定运行的问题。

PWM pulse wave releasing method and controller for three level inverter

Three level inverter provided by the application of PWM wave pulse discharge method and controller, through in the first letter of wave driven error events forcing functions, firstly in the second priority driven software enforced function PWM pulse drive signals for an ideal time for the forced wave; then in determining the current state meet received put on instruction in the wave wave conditions, forcing functions clear first priority drive and second priority driven; the single bridge arm of the PWM pulse according to the driving signal of each switch control pipe of the ideal, to avoid the narrow pulse and inner tube breakover at the same time and abroad, so as to avoid the resulting cannot be guaranteed the inverter is normal, reliable and stable operation of the problem.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三电平逆变器
，尤其涉及一种三电平逆变器的PWM脉冲放波方法及控制器。
技术介绍
三相三电平逆变器系统具有电压应力低，输出谐波低等优势，能够得到更高的输出电压，因而被广泛的应用到太阳能以及风能等新能源供电领域。图1为三相三电平逆变器系统单相桥臂的电路图，包括：四个开关管(S1、S2、S3及S4)。该系统一般采用三电平载波PWM控制方法，比如同相载波SPWM控制方法，通过单相调制波us(优化分解为us1和us2)与三角载波uc进行比较后，输出PWM脉冲(PWM1、PWM2、PWM3及PWM4)，相应的信号波形图参见图2。在该系统的实际应用中，逆变器正常运行时，可能会发生电网跌落或者其他扰动，导致逆变器需要短时封锁PWM脉冲(即封波)，待电网稳定或者扰动消失后，再重新放开PWM脉冲(即放波)，以求逆变器不脱网。一般的封波过程是通过DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)的ePWM模块由错误事件使能，将PWM脉冲全部强制为高的状态，响应速度快；相应的放波过程是通过解除错误事件对PWM脉冲的强制为高，使其经过上述正常的比较后输出。根据图3中虚线框内所示的封波区域，其对应的PWM脉冲输出结果如图4所示。由图4可以得到，初始放波时刻，可能出现如图4中圈内所示的窄脉冲，由于电力电子器件存在最小开通时间和最小关断时间的限制，这就要求PWM输出的脉冲宽度不能无限窄；脉冲宽度小于器件的最小开通时间或最小关断时间，器件将不能正常开通或关断，使系统可靠性降低。另外，放波初始时刻也容易出现内管(如图1中的开关管S2或开关管S3)和外管(如图1中的开关管S1或开关管S4)同时导通的情况，由于开关管特性的差异性及驱动信号传输延迟的差异性，不能保证内管和外管同时可靠导通，倘若外管先于内管导通，有电流续流的情况下容易导致内管承受整个母线电压；进而导致对开关管的耐压要求非常高，存在较大风险。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种三电平逆变器的PWM脉冲放波方法及控制器，以解决现有技术中PWM放波出现窄脉冲及内管和外管同时导通等非正常工作状态，导致无法保证逆变器正常、可靠、稳定运行的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下：一种三电平逆变器的PWM脉冲放波方法，应用于三电平逆变器，所述三电平逆变器的单相桥臂包括：依次相连的第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管；其中，所述第一开关管的集电极与电源的正极相连，所述第四开关管的发射极与所述电源的负极相连；所述三电平逆变器的PWM脉冲放波方法包括：判断当前的单相调制波是否大于等于零；若判断当前的所述单相调制波大于等于零，则强制所述单相桥臂的PWM脉冲为使所述第二开关管导通，使所述第一开关管、所述第三开关管及所述第四开关管均关断的驱动信号；若判断当前的所述单相调制波小于零，则强制所述单相桥臂的PWM脉冲为使所述第三开关管导通，使所述第一开关管、所述第二开关管及所述第四开关管均关断的驱动信号；判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件；若判断满足所述放波条件，则清除对所述单相桥臂的PWM脉冲输出的强制。可选的，所述判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件包括：判断当前状态是否为处于三角载波上升沿；或者，判断当前状态是否为处于三角载波下降沿。可选的，在所述判断当前状态是否为处于三角载波上升沿之前还包括：若当前所述单相调制波的比较值大于等于CMPR_En，则将所述单相调制波限幅于CMPR_Limit；其中，CMPR_En为预设放波时刻对应的三角载波计数值，CMPR_Limit为预设幅值，且0<CMPR_Limit<CMPR_En；或者，在所述判断当前状态是否为处于三角载波下降沿之前还包括：若当前所述单相调制波的比较值大于等于CMPR_En，则将所述单相调制波限幅于CMPR_Limit；其中，CMPR_En为预设放波时刻对应的三角载波计数值，CMPR_Limit为预设幅值，且Period>CMPR_Limit>CMPR_En，Period为三角载波峰值。可选的，在所述清除对所述单相桥臂的PWM脉冲输出的强制之后还包括：将初始放波成功标志置1；在所述判断当前的单相调制波是否大于等于零之前还包括：判断所述初始放波成功标志是否等于零；若所述初始放波成功标志等于零，则执行所述判断当前的单相调制波是否大于等于零的步骤。可选的，在所述判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件之前还包括：判断所述接收的放波指令是否有效；若判断所述接收的放波指令有效，则执行所述判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件的步骤。一种三电平逆变器的控制器，应用于三电平逆变器，所述三电平逆变器的单相桥臂包括：依次相连的第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管；其中，所述第一开关管的集电极与电源的正极相连，所述第四开关管的发射极与所述电源的负极相连；所述三电平逆变器的控制器包括：存储器，用于存储单相调制波和三角载波；处理器，用于判断当前的所述单相调制波是否大于等于零；若判断当前的所述单相调制波大于等于零，则强制所述单相桥臂的PWM脉冲为使所述第二开关管导通，使所述第一开关管、所述第三开关管及所述第四开关管均关断的驱动信号；若判断当前的所述单相调制波小于零，则强制所述单相桥臂的PWM脉冲为使所述第三开关管导通，使所述第一开关管、所述第二开关管及所述第四开关管均关断的驱动信号；判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件；若判断满足所述放波条件，则清除对所述单相桥臂的PWM脉冲输出的强制。可选的，所述处理器用于判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件时，具体用于：判断当前状态是否为处于三角载波上升沿；或者，判断当前状态是否为处于三角载波下降沿。可选的，所述处理器还用于：在所述判断当前状态是否为处于三角载波上升沿之前，若当前所述单相调制波的比较值大于等于CMPR_En，则将所述单相调制波限幅于CMPR_Limit；其中，CMPR_En为预设放波时刻对应的三角载波计数值，CMPR_Limit为预设幅值，且0<CMPR_Limit<CMPR_En；或者，在所述判断当前状态是否为处于三角载波下降沿之前，若当前所述单相调制波的比较值大于等于CMPR_En，则将所述单相调制波限幅于CMPR_Limit；其中，CMPR_En为预设放波时刻对应的三角载波计数值，CMPR_Limit为预设幅值，且Period>CMPR_Limit>CMPR_En，Period为三角载波峰值。可选的，所述处理器还用于：在清除对所述单相桥臂的PWM脉冲输出的强制之后，将初始放波成功标志置1；在判断当前的单相调制波是否大于等于零之前，判断所述初始放波成功标志是否等于零；若所述初始放波成功标志等于零，则判断当前的单相调制波是否大于等于零。可选的，所述处理器还用于：判断所述接收的放波指令是否有效；若判断所述接收的放波指令有效，则判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件。可选的，所述处理器为数字信号处理器。可选的，所述存储器为集成于所述数字信号处理器中的存储器。本申请提供的所述三电平逆变器的PWM脉冲放波方法，首先判断当前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三电平逆变器的PWM脉冲放波方法，其特征在于，应用于三电平逆变器，所述三电平逆变器的单相桥臂包括：依次相连的第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管；其中，所述第一开关管的集电极与电源的正极相连，所述第四开关管的发射极与所述电源的负极相连；所述三电平逆变器的PWM脉冲放波方法包括：判断当前的单相调制波是否大于等于零；若判断当前的所述单相调制波大于等于零，则强制所述单相桥臂的PWM脉冲为使所述第二开关管导通，使所述第一开关管、所述第三开关管及所述第四开关管均关断的驱动信号；若判断当前的所述单相调制波小于零，则强制所述单相桥臂的PWM脉冲为使所述第三开关管导通，使所述第一开关管、所述第二开关管及所述第四开关管均关断的驱动信号；判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件；若判断满足所述放波条件，则清除对所述单相桥臂的PWM脉冲输出的强制。

【技术特征摘要】
1.一种三电平逆变器的PWM脉冲放波方法，其特征在于，应用于三电平逆变器，所述三电平逆变器的单相桥臂包括：依次相连的第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管；其中，所述第一开关管的集电极与电源的正极相连，所述第四开关管的发射极与所述电源的负极相连；所述三电平逆变器的PWM脉冲放波方法包括：判断当前的单相调制波是否大于等于零；若判断当前的所述单相调制波大于等于零，则强制所述单相桥臂的PWM脉冲为使所述第二开关管导通，使所述第一开关管、所述第三开关管及所述第四开关管均关断的驱动信号；若判断当前的所述单相调制波小于零，则强制所述单相桥臂的PWM脉冲为使所述第三开关管导通，使所述第一开关管、所述第二开关管及所述第四开关管均关断的驱动信号；判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件；若判断满足所述放波条件，则清除对所述单相桥臂的PWM脉冲输出的强制。2.根据权利要求1所述的三电平逆变器的PWM脉冲放波方法，其特征在于，所述判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件包括：判断当前状态是否为处于三角载波上升沿；或者，判断当前状态是否为处于三角载波下降沿。3.根据权利要求2所述的三电平逆变器的PWM脉冲放波方法，其特征在于，在所述判断当前状态是否为处于三角载波上升沿之前还包括：若当前所述单相调制波的比较值大于等于CMPR_En，则将所述单相调制波限幅于CMPR_Limit；其中，CMPR_En为预设放波时刻对应的三角载波计数值，CMPR_Limit为预设幅值，且0<CMPR_Limit<CMPR_En；或者，在所述判断当前状态是否为处于三角载波下降沿之前还包括：若当前所述单相调制波的比较值大于等于CMPR_En，则将所述单相调制波限幅于CMPR_Limit；其中，CMPR_En为预设放波时刻对应的三角载波计数值，CMPR_Limit为预设幅值，且Period>CMPR_Limit>CMPR_En，Period为三角载波峰值。4.根据权利要求1至3任一所述的三电平逆变器的PWM脉冲放波方法，其特征在于，在所述清除对所述单相桥臂的PWM脉冲输出的强制之后还包括：将初始放波成功标志置1；在所述判断当前的单相调制波是否大于等于零之前还包括：判断所述初始放波成功标志是否等于零；若所述初始放波成功标志等于零，则执行所述判断当前的单相调制波是否大于等于零的步骤。5.根据权利要求1至3任一所述的三电平逆变器的PWM脉冲放波方法，其特征在于，在所述判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件之前还包括：判断所述接收的放波指令是否有效；若判断所述接收的放波指令有效，则执行所述判断当前状态是否满足接收的放波指令中的放波条件的步骤。6.一种三电平逆变器的控制器，其特征在于，应用于三电平逆变器，所述三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虎，程尧，邓立荣，刘长坤，谢方南，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34