抑制控制器功率器件关断电压尖峰的方法、设备和介质技术

本发明专利技术涉及一种抑制控制器功率器件关断电压尖峰的方法、设备和介质。方法包括在常规的算法基础上集成PWM占空比自动调节功能，当输出的PWM占空比导致控制器上桥(或下桥)中的两个功率器件同时动作时，则自动调节最终输出的PWM占空比，防止因功率器件同时动作而造成的关断电压尖峰叠加。与现有技术相比，本发明专利技术具有在不改变硬件电路拓扑的情况下，降低控制器功率器件的电压尖峰，提升控制器系统的可靠性等优点。性等优点。性等优点。

【技术实现步骤摘要】
抑制控制器功率器件关断电压尖峰的方法、设备和介质


[0001]本专利技术涉及电机控制器领域，尤其是涉及一种抑制控制器功率器件关断电压尖峰的方法、设备和介质。

技术介绍

[0002]在考虑成本的前提下，电机控制器功率器件的选择尤为重要，功率器件的耐压值和成本息息相关，需在兼顾性能的情况下，选择合适的耐压等级。当功率器件耐压值已确定，峰值工况下，必然有较大的电流需求，而功率模块不可避免地存在寄生电感，在关断较大电流时则会产生较大的电压尖峰，ΔV＝L*di/dt，其中L为功率模块的寄生电感，di/dt为电流的变化率。目前电机控制器中的逆变器大都采用SVPWM进行调制，在调制过程中可能会出现三相上桥或者下桥中的任意两相功率器件在某一时刻输出的PWM占空比相同的情况，在关断时刻，将会产生两相关断电压尖峰叠加的现象，这将导致更高的电压尖峰，甚至超过功率器件的耐压值，进而造成功率器件过压损坏。
[0003]这种情况一般可以通过以下两种方式来解决：1)调整驱动参数来降低逆变器开关速度，也就是降低di/dt；2)增加吸收回路。这两种方式一个会增加逆变器损耗，降低逆变器性能，另一个会增加硬件成本。因此，迫切需要设计一种抑制逆变器电压关断尖峰的方法，在不增加硬件成本及牺牲逆变器性能的情况下，降低逆变器的电压尖峰，提升电机控制器的可靠性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种抑制控制器功率器件关断电压尖峰的方法、设备和介质，在不改变硬件电路拓扑的情况下，降低控制器功率器件关断电压尖峰，提升控制器系统的可靠性，特别适用于关断电流较大而功率器件耐压较小的应用场合。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种抑制控制器功率器件关断电压尖峰的方法，电机控制器内设有三相逆变器，该三相逆变器包括三个上桥臂和三个下桥臂，在功率器件的相电流为最大的正电流或负电流时，执行以下步骤：
[0007]判断三个下桥臂中任意两个下桥臂的占空比是否满足控制条件一，若是，则通过变量DeltaT，即最小调节时间，来调节其中一个下桥臂的占空比；若否，则直接输出原有占空比；
[0008]同时，判断三个上桥臂中任意两个上桥臂的占空比是否满足条件二，若是，则通过变量DeltaT来调节其中一个上桥臂的占空比；若否，则直接输出原有占空比；
[0009]所述条件一为：任意两个下桥臂中的一个下桥臂的占空比与其关断时间之和，同另一个下桥臂的占空比、死区时间，以及上桥臂功率器件开通造成下桥臂二极管反向恢复电压到达峰值的时间之和，相等或者两个和的差值在设定区间内；
[0010]所述条件二为：任意两个上桥臂中的一个上桥臂的占空比与其关断时间之和，同另一个上桥臂的占空比、死区时间，以及下桥臂功率器件开通造成上桥臂二极管反向恢复电压到达峰值的时间之和，相等或者两个和的差值在设定区间内。
[0011]进一步地，对交流电的三相按照相电流进行排序，从大到小依次定义为A相、B相和C相，占空比自动调节包括以下步骤：
[0012]S1、输出C相占空比DutyCo为当前C相占空比dutyC；
[0013]S2、判断是否满足dutyA
‑
dutyC≥DeltaT+DeltaDelay，若是，则执行步骤S3；若否，则执行步骤S4；其中，dutyA为A相占空比，dutyC为C相占空比，DeltaDelay为延迟量；
[0014]S3、判断是否满足B相电流i
B
<0，若是，则进入A、B两相占空比自动调节程序，若否，则进入B、C两相占空比自动调节程序；
[0015]S4、判断是否满足dutyA
‑
dutyC≥DeltaDelay，
[0016]若是，则输出B相占空比DutyBo为当前B相占空比dutyB，同时，输出A相占空比DutyAo为dutyC+DeltaT+DeltaDelay；若否，则执行步骤S4；
[0017]S5、判断是否满足dutyA
‑
dutyC≥DeltaDelay
‑
DeltaT，
[0018]若是，则输出B相占空比DutyBo为当前B相占空比dutyB，同时，输出A相占空比DutyAo为dutyC
‑
DeltaT+DeltaDelay；
[0019]若否，判断是否满足B相电流i
B
<0，若是，则进入A、B两相占空比自动调节程序，若否，则进入B、C两相占空比自动调节程序。
[0020]进一步地，所述A、B两相占空比自动调节程序包括以下步骤：
[0021]A1、判断是否满足|dutyA
‑
dutyB
‑
DeltaT|≥DeltaDelay，若是，则输出A相占空比DutyAo为当前A相占空比dutyA，执行步骤A2；若否，则执行步骤A4；
[0022]A2、判断是否满足|dutyC
‑
dutyB|≥DeltaT，若是，则输出B相占空比DutyBo为当前B相占空比dutyB；若否，则执行步骤A3；
[0023]A3、判断是否满足dutyC
‑
dutyB≥0，若是，则输出B相占空比DutyBo为dutyC
‑
DeltaT；若否，则输出B相占空比DutyBo为dutyC+DeltaT
[0024]A4、判断是否满足dutyA
‑
dutyB≥DeltaDelay，若是，则输出B相占空比DutyBo为当前B相占空比dutyB，输出A相占空比DutyAo为dutyB+DeltaT+DeltaDelay；若否，则输出B相占空比DutyBo为当前B相占空比dutyB，输出A相占空比DutyAo为dutyB
‑
DeltaT+DeltaDelay。
[0025]进一步地，所述B、C两相占空比自动调节程序包括以下步骤：
[0026]B1、判断是否满足|dutyA
‑
dutyB|≥DeltaT，若是，则输出A相占空比DutyAo为当前A相占空比dutyA，执行步骤B2；若否，执行步骤B4；
[0027]B2、判断是否满足|dutyB
‑
dutyC
‑
DeltaDelay|≥DeltaT，若是，则输出B相占空比DutyBo为当前B相占空比dutyB；若否，则执行步骤B3；
[0028]B3、判断是否满足dutyB
‑
dutyC≥DeltaDelay，若是，则输出B相占空比DutyBo为dutyC+DeltaT+DeltaDelay；若否，则输出B相占空比DutyBo为dutyC
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DeltaT+DeltaDelay；
[0029]B4、判断是否满足dutyA
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dutyB>0，若是，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制控制器功率器件关断电压尖峰的方法，电机控制器内设有三相逆变器，该三相逆变器包括三个上桥臂和三个下桥臂，其特征在于，在功率器件的相电流为最大的正电流或负电流时，执行以下步骤：判断三个下桥臂中任意两个下桥臂的占空比是否满足控制条件一，若是，则通过变量DeltaT，即最小调节时间，来调节其中一个下桥臂的占空比；若否，则直接输出原有占空比；同时，判断三个上桥臂中任意两个上桥臂的占空比是否满足条件二，若是，则通过变量DeltaT来调节其中一个上桥臂的占空比；若否，则直接输出原有占空比；所述条件一为：任意两个下桥臂中的一个下桥臂的占空比与其关断时间之和，同另一个下桥臂的占空比、死区时间，以及上桥臂功率器件开通造成下桥臂二极管反向恢复电压到达峰值的时间之和，相等或者两个和的差值在设定区间内；所述条件二为：任意两个上桥臂中的一个上桥臂的占空比与其关断时间之和，同另一个上桥臂的占空比、死区时间，以及下桥臂功率器件开通造成上桥臂二极管反向恢复电压到达峰值的时间之和，相等或者两个和的差值在设定区间内。2.根据权利要求1所述的抑制控制器功率器件关断电压尖峰的方法，其特征在于，对交流电的三相按照相电流进行排序，从大到小依次定义为A相、B相和C相，占空比自动调节包括以下步骤：S1、输出C相占空比DutyCo为当前C相占空比dutyC；S2、判断是否满足dutyA
‑
dutyC≥DeltaT+DeltaDelay，若是，则执行步骤S3；若否，则执行步骤S4；其中，dutyA为A相占空比，dutyC为C相占空比，DeltaDelay为延迟量；S3、判断是否满足B相电流i
B
<0，若是，则进入A、B两相占空比自动调节程序，若否，则进入B、C两相占空比自动调节程序；S4、判断是否满足dutyA
‑
dutyC≥DeltaDelay，若是，则输出B相占空比DutyBo为当前B相占空比dutyB，同时，输出A相占空比DutyAo为dutyC+DeltaT+DeltaDelay；若否，则执行步骤S4；S5、判断是否满足dutyA
‑
dutyC≥DeltaDelay
‑
DeltaT，若是，则输出B相占空比DutyBo为当前B相占空比dutyB，同时，输出A相占空比DutyAo为dutyC
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DeltaT+DeltaDelay；若否，判断是否满足B相电流i
B
<0，若是，则进入A、B两相占空比自动调节程序，若否，则进入B、C两相占空比自动调节程序。3.根据权利要求2所述的抑制控制器功率器件关断电压尖峰的方法，其特征在于，所述A、B两相占空比自动调节程序包括以下步骤：A1、判断是否满足|dutyA
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dutyB
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DeltaT|≥DeltaDelay，若是，则输出A相占空比DutyAo为当前A相占空比dutyA，执行步骤A2；若否，则执行步骤A4；A2、判断是否满足|dutyC
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dutyB|≥DeltaT，若是，则输出B相占空比DutyBo为当前B相占空比dutyB；若否，则执行步骤A3；A3、判断是否满足dutyC
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dutyB≥0，若是，则输出B相...

【专利技术属性】
技术研发人员：董大伟，郭伟，潘绪前，张舟云，陈雷，温小伟，梅友忠，张朝君，
申请(专利权)人：上海电驱动股份有限公司上海汽车电驱动工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：