一种逆变器的交流电流采样系统技术方案

本发明专利技术公开了一种逆变器的交流电流采样系统，其中，交流电流采样系统包括交流电流采样电路，交流电流采样电路包括电流采样单元、调制单元、滤波单元及计算单元，电流采样单元与逆变器的桥臂中下开关管连接，用于采样逆变器的桥臂电流信号；调制单元与电流采样单元的输出端连接，用于对逆变器的桥臂电流信号进行高速调制，得到逆变器的桥臂高速电流数据流；滤波单元与调制单元的输出端连接，用于对逆变器的桥臂高速电流数据流进行数字抽取滤波，得到开关周期内逆变器的桥臂电流平均值；计算单元与滤波单元的输出端连接，用于将逆变器的桥臂电流平均值除以相对应的桥臂中下开关管的占空比，得到逆变器的桥臂交流电流的采样值。得到逆变器的桥臂交流电流的采样值。得到逆变器的桥臂交流电流的采样值。

【技术实现步骤摘要】
一种逆变器的交流电流采样系统


[0001]本专利技术涉及逆变器
，特别地涉及一种逆变器的交流电流采样系统、方法及逆变器。

技术介绍

[0002]现有的三相逆变器包括电容C、开关管Q1
‑
Q6、及电感Lf，开关管Q1
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Q2、开关管Q3
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Q4、开关管Q5
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Q6分别组成三个桥臂，该三相逆变器的左侧输入直流，右侧输出交流。对于三相逆变器的控制一般需要对输出交流电流进行采样，现有的三相逆变器的交流电流采样方式通常为采用隔离的霍尔传感器进行采样。但是霍尔传感器体积大、成本高、带宽窄。
[0003]采用串电阻采样交流电流的方式可以避免上述问题，但是采样电阻获得的信号需要通过额外的电气隔离才能被控制器使用，也会增加成本。
[0004]另一种交流采样方式是采用采样电阻对三相逆变器的桥臂电流进行采样，并推算交流电流。这样采样得到的信号参考地是直流负端，可以和控制器共地而不需要额外的电气隔离。
[0005]正常运行时，三相逆变器的一个桥臂上下两个开关管轮流开通。下桥臂电流仅仅当下开关管导通的时候与交流电流相同。因此，必须在下开关管导通的时候对桥臂电流进行采样，才能获得实际交流电流。但是正常工作的时候，下开关管导通的时间是不断变化的，有些时间段下开关管的导通时间非常短，这样留给采样的时间也很短，并且这些时间段的干扰也比较大，会严重影响电流采样的精度。为了提高采样精度，可以提高采样速度，但高采样速度的芯片价格昂贵。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提出一种逆变器的交流电流采样系统、方法及逆变器，首先，采样获得开关周期内桥臂电流数据流，通过数字抽取滤波，获得开关周期内的桥臂电流平均值，将桥臂电流平均值除以开关管的占空比获得交流电流，无需控制器，成本低，采样精度高。
[0007]本专利技术第一方面提供一种逆变器的交流电流采样系统，该系统包括交流电流采样电路，所述交流电流采样电路包括：
[0008]电流采样单元，与所述逆变器的桥臂中下开关管连接，用于采样所述逆变器的桥臂电流信号；
[0009]调制单元，与所述电流采样单元的输出端连接，用于接收所述电流采样单元采样到的所述逆变器的桥臂电流信号，对所述逆变器的桥臂电流信号进行高速调制，得到所述逆变器的桥臂高速电流数据流；
[0010]滤波单元，与所述调制单元的输出端连接，用于对所述调制单元输出的所述逆变器的桥臂高速电流数据流进行数字抽取滤波，得到开关周期内所述逆变器的桥臂电流平均值；
[0011]计算单元，与所述滤波单元的输出端连接，用于将所述逆变器的桥臂电流平均值除以相对应的桥臂中下开关管的占空比，得到所述逆变器的桥臂交流电流的采样值。
[0012]进一步的，所述电流采样单元包括采样电阻和放大器，所述采样电阻与所述逆变器的桥臂中下开关管连接，用于将所述逆变器的桥臂电流信号转化为电压信号；所述放大器的正向输入端与所述采样电阻连接，所述放大器的输出端连接所述调制单元，用于获取所述采样电阻两端的电压信号并进行放大处理，得到所述逆变器的桥臂电流采样信号，并传输至所述调制单元。
[0013]进一步的，所述调制单元为sigma
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delta调制器。
[0014]进一步的，所述滤波单元为数字抽取滤波器。
[0015]进一步的，所述逆变器为三相逆变器，所述交流电流采样电路的数量为三个。
[0016]本专利技术第二方面提供一种逆变器的交流电流采样方法，该方法包括：采样所述逆变器的每一相桥臂电流信号；接收采样到的所述逆变器的每一相桥臂电流信号，对所述逆变器的每一相桥臂电流信号进行高速调制，得到所述逆变器的每一相桥臂高速电流数据流；对所述逆变器的每一相桥臂高速电流数据流进行数字抽取滤波，得到开关周期内所述逆变器的每一相桥臂电流平均值；根据所述逆变器的每一相桥臂电流平均值以及对应的桥臂中下开关管的占空比，计算所述逆变器的每一相桥臂交流电流的采样值。
[0017]进一步的，对所述逆变器的每一相桥臂高速电流数据流进行数字抽取滤波的方法包括：将数字抽取频率设置为开关频率；基于开关频率，对所述逆变器的每一相桥臂高速电流数据流进行数字抽取滤波，得到开关周期内所述逆变器的每一相桥臂电流平均值。
[0018]进一步的，所述逆变器的每一相桥臂交流电流的采样值的计算方法为：分别将所述逆变器的每一相桥臂电流平均值除以相对应的桥臂中下开关管的占空比，得到所述逆变器的每一相桥臂交流电流的采样值。
[0019]本专利技术第三方面提供一种逆变器，该逆变器包括三相逆变器和分别与所述三相逆变器的每一相桥臂连接的三个如上所述的交流电流采样电路，每个所述交流电流采样电路用于采集所述三相逆变器的每一相桥臂交流电流。
[0020]上述的逆变器的交流电流采样系统及方法，先通过电流采样单元采样及调制单元sigma
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delta调制，获得开关周期内桥臂电流数据流，再通过滤波单元对桥臂电流数据流进行数字抽取滤波，得到桥臂电流平均值；最后通过计算单元将桥臂电流平均值除以桥臂中下开关管的占空比来获得逆变器的交流电流的采样值，采样效率高。
附图说明
[0021]为了说明而非限制的目的，现在将根据本专利技术的优选实施例、特别是参考附图来描述本专利技术，其中：
[0022]图1是三相逆变器的电路结构图；
[0023]图2是桥臂电流采样方式的电路结构图；
[0024]图3是本专利技术一实施例提供的交流电流采样电路的电路图；
[0025]图4是桥臂电流与交流电流的关系示意图；
[0026]图5是sigam
‑
delta调制得到的1位高速数字数据流示意图；
[0027]图6是交流电流波形与采样得到的波形图；
[0028]图7是本专利技术另一实施例提供的逆变器的交流电流采样方法流程图；
[0029]图8是本专利技术另一实施例提供的逆变器的结构示意图。
具体实施方式
[0030]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0033]图1是现有的三相逆变器的结构示意图。如图1所示，三相逆变器包括电容C、开关管Q1
‑
Q6、及三个电感Lf，其中，开关管Q1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆变器的交流电流采样系统，其特征在于，包括交流电流采样电路，所述交流电流采样电路包括：电流采样单元，与所述逆变器的桥臂中下开关管连接，用于采样所述逆变器的桥臂电流信号；调制单元，与所述电流采样单元的输出端连接，用于接收所述电流采样单元采样到的所述逆变器的桥臂电流信号，对所述逆变器的桥臂电流信号进行高速调制，得到所述逆变器的桥臂高速电流数据流；滤波单元，与所述调制单元的输出端连接，用于对所述调制单元输出的所述逆变器的桥臂高速电流数据流进行数字抽取滤波，得到开关周期内所述逆变器的桥臂电流平均值；计算单元，与所述滤波单元的输出端连接，用于将所述逆变器的桥臂电流平均值除以相对应的桥臂中下开关管的占空比，得到所述逆变器的桥臂交流电流的采样值。2.根据权利要求1所述的逆变器的交流电流采样系统，其特征在于，所述电流采样单元包括采样电阻和放大器，所述采样电阻与所述逆变器的桥臂中下开关管连接，用于将所述逆变器的桥臂电流信号转化为电压信号；所述放大器的正向输入端与所述采样电阻连接，所述放大器的输出端连接所述调制单元，用于获取所述采样电阻两端的电压信号并进行放大处理，得到所述逆变器的桥臂电流采样信号，并传输至所述调制单元。3.根据权利要求1所述的逆变器的交流电流采样系统，其特征在于，所述调制单元为sigma
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delta调制器。4.根据权利要求1所述的逆变器的交流电流采样系统，其特征在于，所述滤波单元为数字抽取滤波器。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚文熙，王元鸿，王伯旺，
申请(专利权)人：浙江国研智能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：