一种逆变器的限流控制方法及系统技术方案

本申请是关于一种逆变器的限流控制方法及系统，该方法包括获取逆变器的输出电流；当输出电流大于或等于第一电流阈值时，关闭两个主开关管；等待一延迟时间后关闭两个辅助开关管；当逆变器的输出电流小于第一电流阈值时，使所有开关管按照正常的开关逻辑工作。该系统包括输出电流获取模块、判断模块、控制模以及延迟时间设定模块。本申请中的方法及系统通过设置延迟时间，能够使续流二极管中的寄生电容的能量得到释放，有利于保护开关管，且通过设置第二电流阈值能够避免发生过流时频繁触发第一电流阈值，用利于保护逆变器。

【技术实现步骤摘要】
一种逆变器的限流控制方法及系统
本申请涉及逆变器
，尤其涉及一种逆变器的限流控制方法及系统。
技术介绍
服务器电源通常为不间断电源，不间断电源、新能源发电、有源电力滤波等电力电子应用领域中，都会用到逆变器。常见的逆变器有I型和T型，参见图1，以I型三电平逆变器为例，图1中Q1、Q4为主开关管，Q2、Q3为辅助开关管，C1为中正母线电容，C2为负母线电容、C3为滤波电容，D1和D2为续流二极管，L为储能电感，R为电阻负载。对逆变器进行限流控制是逆变器调试中重要的一部分，而且逆变器限流能够避免开关器件因过流而烧毁。通常，对逆变器进行限流控制，主要包括两种方法，第一种方法是当开关管上电流过大时直接将其驱动关掉，让电流自然降落，从而实现逆变器限流。即相当于将图1中四路驱动Q1、Q4、Q2、Q3同时关闭。第二种方法是将主开关管关断而开通辅助开关管，也就是将图1中Q1和Q4限流关断同时打开Q2和Q3，这时两个续流二极管管D1和D2导通，A点电压被钳位到0，正BUS与A点，以及负BUS与A点之间只有单BUS电压，即只有360V电压，因此，所有开关管的应力都不会太高。然而，目前的限流方法中，第一种方法中关闭所有驱动的瞬间，A点电压波动严重，从而导致辅助开关管Q2和Q3会有很大的应力。例如：根据所有开关管对逆变器限流控制的过程制作时序图，在时序图的正半周，Q1导通Q3互补关断，Q2常通Q4常断时，电流为正向，而限流后所有驱动被拉低，但是由于开关管之间个体差异导致所有开关管并没有同时关断，可能会出现Q2先断而Q1后断的情况，此时，B点电压被限制到+360V，A点电压由于电流续流而被钳制到-360V，加上干扰因素，辅助开关管Q2的集电极和发射极之间可能瞬间承受1000V以上的电压，从而导致辅助开关管Q2被毁坏。同样，如果在时序图的负半周，Q4导通Q2互补关断，Q3常通Q1常断时，电流为反向，限流后可能会出现Q3先断Q4后断的情况，此时辅助开关管Q3瞬间承受1000V以上的电压，从而导致辅助开关管Q3被毁坏。第二种方法中，由于对逆变器所投负载包括电容、电阻、电感及其组合的各种方式。当投纯滤波电容负载C3，C3上有负电压且投负载瞬间输出在正半轴峰值，投滤波电容负载后，电路中的电压被拉向与滤波电容负载C3上电流一致的方向，即此时逆变器输出电压被拉反向。由于二极管D1的杂散电容比IGBT晶体管的电容高很多，突然关闭所有驱动时，D1的杂散电容所产生的电压全部加在Q2上。此时，储能电感L上会产生很大的电流，最终会损坏辅助开关管Q2。同样，当投纯滤波电容负载C3，C3上有负正电压且投负载瞬间输出在负半轴峰值，投载C3后，D2的杂散电容所产生的电压全部加在Q3上，最终会损坏辅助开关管Q3。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的硬件关断操作会对逆变器开关管造成损坏的问题，本申请提供一种逆变器的限流控制方法及系统。一种逆变器的限流控制方法，用于三电平逆变器，且三电平逆变器中每一相包括两个主开关管和两个辅助开关管，所述方法包括如下步骤：获取逆变器的输出电流；当所述输出电流大于或等于第一电流阈值时，关闭两个主开关管，所述第一电流阈值为逆变器强制限流阈值；等待一延迟时间后，关闭两个辅助开关管，所述延迟时间为关闭两个主开关管的时刻到两个续流二极管将电量放空的时刻之间的时间间隔；当逆变器的输出电流小于第一电流阈值时，使所有开关管按照正常的开关逻辑工作。可选地，所述方法还包括：在逆变器中引入第二电流阈值，用于对逆变器的输出电流进行限幅，使逆变器发生限流时的输出占空比与逆变器限流前的输出占空比保持一致，所述第二电流阈值小于第一电流阈值且能够驱动逆变器的负载；将所述输出电流与所述第一电流阈值、第二电流阈值进行比较，进行限流操作。可选地，所述在逆变器中引入第二电流阈值的方法，包括：将第二电流阈值作为一个信号引脚写入逆变器的IC芯片内，且将所述信号引脚与逆变器的主电路连接。可选地，将所述输出电流与所述第一电流阈值、第二电流阈值进行比较，进行限流操作，包括如下步骤：获取逆变器的输出电流；当所述输出电流大于或等于第一电流阈值时，关闭两个主开关管；等待一延迟时间后，关闭两个辅助开关管，所述延迟时间为关闭两个主开关管的时刻到两个续流二极管将电量放空的时刻之间的时间间隔；当逆变器的输出电流大于或等于第二电流阈值且小于第一电流阈值时，通过第二电流阈值对逆变器的输出电流进行限幅，此时逆变器的输出电流大小与第二电流阈值的大小相等；当逆变器的输出电流小于第二电流阈值时，使所有开关管按照正常的开关逻辑工作。可选地，所述当逆变器的输出电流小于第二电流阈值时，使所有开关管按照正常的开关逻辑工作，包括：当逆变器的输出电流小于第二电流阈值时，控制两个辅助开关管按照正常的开关逻辑工作；控制两个主开关管按照正常的开关逻辑工作。可选地，所述第二电流阈值为输出电流与输出波峰因数的乘积。一种逆变器的限流控制系统，用于三电平逆变器，且三电平逆变器中每一相包括两个主开关管和两个辅助开关管，其特征是，所述系统包括：输出电流获取模块，用于获取逆变器的输出电流；判断模块，用于判断输出电流与第一电流阈值之间的大小关系，所述第一电流阈值为逆变器强制限流阈值；控制模块，用于当输出电流大于或等于第一电流阈值时，关闭两个主开关管；延迟时间设定模块，用于关闭两个主开关管后，使系统进入延时等待状态并维持一延迟时间，所述延迟时间为关闭两个主开关管的时刻到两个续流二极管将电量放空的时刻之间的时间间隔；所述控制模块还用于等待一延迟时间后，关闭两个辅助开关管；所述控制模块还用于当逆变器的输出电流小于第一电流阈值时，使所有开关管按照正常的开关逻辑工作。可选地，所述系统还包括：第二电流阈值设置模块，用于在逆变器中引入第二电流阈值，所述第二电流阈值用于对逆变器的输出电流进行限幅，使逆变器发生限流时的输出占空比与逆变器限流前的输出占空比保持一致，所述第二电流阈值小于第一电流阈值且能够驱动逆变器的负载。可选地，所述第二电流阈值设置模块为IC芯片内部的一个信号引脚，且所述信号引脚与逆变器的主电路连接。可选地，所述系统还包括：所述判断模块还用于判断输出电流与第二电流阈值之间的大小关系；所述控制模块还用于当逆变器的输出电流大于或等于第二电流阈值且小于第一电流阈值时，控制第二电流阈值设置模块对逆变器的输出电流进行限幅，此时逆变器的输出电流大小与第二电流阈值的大小相等；所述控制模块还用于当逆变器的输出电流小于第二电流阈值时，使所有开关管按照正常的开关逻辑工作。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请提供一种逆变器的限流控制方法，包括获取逆变器的输出电流；当输出电流大于或等于第一电流阈值时，关闭两个主开关管；等待一延迟时间后，关闭两个辅助开关管，延迟时间为关闭两个主开关管的时刻到两个续流二极管将电量放空的时刻之间的时间间隔；当逆变器的输出电流小于第一电流阈值时，使所有开关管按照正常的开关逻辑工作。本申请实施例中延迟时间的设置，能够使得关闭上下桥臂的两个主开关管后，上下桥臂的两个续流二极管中寄生电容的能量得到释放，从而避免上下桥臂的两个辅助开关管因承受过高的电压而炸掉，因此延迟时间的设置能够起到有效保护逆变器和开关管的作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器的限流控制方法，用于三电平逆变器，且三电平逆变器中每一相包括两个主开关管和两个辅助开关管，其特征是，包括如下步骤：获取逆变器的输出电流；当所述输出电流大于或等于第一电流阈值时，关闭两个主开关管，所述第一电流阈值为逆变器强制限流阈值；等待一延迟时间后，关闭两个辅助开关管，所述延迟时间为关闭两个主开关管的时刻到两个续流二极管将电量放空的时刻之间的时间间隔；当逆变器的输出电流小于第一电流阈值时，使所有开关管按照正常的开关逻辑工作。

【技术特征摘要】
1.一种逆变器的限流控制方法，用于三电平逆变器，且三电平逆变器中每一相包括两个主开关管和两个辅助开关管，其特征是，包括如下步骤：获取逆变器的输出电流；当所述输出电流大于或等于第一电流阈值时，关闭两个主开关管，所述第一电流阈值为逆变器强制限流阈值；等待一延迟时间后，关闭两个辅助开关管，所述延迟时间为关闭两个主开关管的时刻到两个续流二极管将电量放空的时刻之间的时间间隔；当逆变器的输出电流小于第一电流阈值时，使所有开关管按照正常的开关逻辑工作。2.如权利要求1所述的一种逆变器的限流控制方法，其特征是，所述方法还包括：在逆变器中引入第二电流阈值，用于对逆变器的输出电流进行限幅，使逆变器发生限流时的输出占空比与逆变器限流前的输出占空比保持一致，所述第二电流阈值小于第一电流阈值且能够驱动逆变器的负载；将所述输出电流与所述第一电流阈值、第二电流阈值进行比较，进行限流操作。3.如权利要求2所述的一种逆变器的限流控制方法，其特征是，所述在逆变器中引入第二电流阈值的方法，包括：将第二电流阈值作为一个信号引脚写入逆变器的IC芯片内，且将所述信号引脚与逆变器的主电路连接。4.如权利要求2中所述的一种逆变器的限流控制方法，其特征是，将所述输出电流与所述第一电流阈值、第二电流阈值进行比较，进行限流操作，包括如下步骤：获取逆变器的输出电流；当所述输出电流大于或等于第一电流阈值时，关闭两个主开关管；等待一延迟时间后，关闭两个辅助开关管，所述延迟时间为关闭两个主开关管的时刻到两个续流二极管将电量放空的时刻之间的时间间隔；当逆变器的输出电流大于或等于第二电流阈值且小于第一电流阈值时，通过第二电流阈值对逆变器的输出电流进行限幅，此时逆变器的输出电流大小与第二电流阈值的大小相等；当逆变器的输出电流小于第二电流阈值时，使所有开关管按照正常的开关逻辑工作。5.如权利要求4所述的一种逆变器的限流控制方法，其特征是，所述当逆变器的输出电流小于第二电流阈值时，使所有开关管按照正常的开关逻辑工作，包括：当逆变器的输出电流小于第二电流阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文珂，高鹏飞，滕学军，
申请(专利权)人：郑州云海信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41