电力变换装置和电力变换装置的控制方法制造方法及图纸

加法器

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换装置和电力变换装置的控制方法


[0001]本公开涉及一种电力变换装置和电力变换装置的控制方法
。

技术介绍

[0002]作为电力变换装置的一个方法，已知根据作为控制对象的电流或电压与阈值的比较使半导体开关元件
(
以下还仅称为“开关元件”)
导通断开的滞环控制
(hysteresis control)。
[0003]例如在日本特开
2005
‑
341712
号公报
(
专利文献
1)
中记载了将第一及第二阈值的任一个与对应于电感电流的信号进行比较来决定开关元件的导通断开的时机的电流滞环控制
。
在专利文献1的电流滞环控制中，第一及第二阈值被设定为具有基于输出电压的中心值以及与开关频率的目标值相应的宽度
。
还记载了以下控制：通过根据输出电压改变与第一及第二阈值之差相当的滞环带的宽度，将开关频率设为目标值
。
[0004]专利文献1：日本特开
2005
‑
341712
号公报

技术实现思路

[0005]专利技术要解决的问题
[0006]专利文献1的滞环控制应用于由单独的开关构成的电力变换装置
。
与此相对，在具有串联连接在2根电线间来构成所谓支线
(leg)
的多个开关元件的电力变换装置中，在使构成同一支线的2个半导体开关元件交替地导通断开时，一般设置被称为死区时间
(dead time)
的使两者断开的期间
。
[0007]在具有支线的电力半导体装置中，有可能死区时间期间对电路行为产生影响，因此在单纯地应用专利文献1所记载的电流滞环控制的情况下，有可能难以将开关频率控制为目标值
。
[0008]本公开是为了解决这样的问题点而完成的，本公开的目的在于提供即使在设置有死区时间的情况下也能够将开关频率稳定地控制为目标值的电力变换装置的滞环控制
。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]根据本公开的某方面，提供电力变换装置
。
电力变换装置具备电力变换电路和控制电路
。
电力变换电路具有在第一电线与第二电线之间串联连接的第一及第二开关元件
。
控制电路通过基于在电力变换电路的电力变换中处理的电气量的检测值与包含该电气量的指令值的滞环带的上限值及下限值的比较的滞环控制，对第一及第二开关元件的导通断开进行控制
。
第一及第二开关元件的导通断开被控制为设置有在导通断开切换时第一及第二开关元件这两方断开的死区时间
。
控制电路包括滞环带生成部
、
上下限值设定部
、
死区时间补偿部
、
滞环比较器以及死区时间生成器
。
上下限值设定部按照滞环带宽和指令值，设定上限值及下限值
。
死区时间补偿部对由上下限值设定部设定的上限值及下限值加上用于避免在死区时间的期间检测值超出到滞环带外的补偿量
。
滞环比较器将经死区时间补偿部的处理后的上限值及下限值与检测值进行比较
。
死区时间生成器基于滞环比较器的输出信
号，以赋予死区时间的方式生成第一及第二开关元件的导通断开的控制信号
。
死区时间补偿部执行在检测值为正的情况与检测值为负的情况之间对上限值及下限值的不同的一方加上不同的极性的补偿量的处理
。
[0011]根据本公开的其它某方面，提供电力变换装置的控制方法
。
电力变换装置具备具有在第一电线与第二电线之间串联连接的第一及第二开关元件的电力变换电路，并且第一及第二开关元件的导通断开被控制为设置有在导通断开切换时第一及第二开关元件这两方断开的死区时间
。
控制方法具备控制步骤，在该控制步骤中，通过基于在电力变换电路的电力变换中处理的电气量的检测值与包含该电气量的指令值的滞环带的上限值及下限值的比较的滞环控制，对所述第一及第二开关元件的导通断开进行控制
。
该控制步骤包括以下步骤：按照第一及第二开关元件的开关频率的目标值，生成滞环控制中的滞环带宽；按照滞环带宽和指令值，设定上限值及下限值；执行对所设定的上限值及下限值加上用于避免在死区时间的期间检测值超出到滞环带外的补偿量的死区时间补偿；以将死区时间补偿后的上限值及下限值与检测值进行比较的方式使滞环比较器动作；以及基于滞环比较器的输出信号，以赋予死区时间的方式生成第一及第二开关元件的导通断开的控制信号
。
在死区时间补偿中，在检测值为正的情况与检测值为负的情况之间对上限值及下限值的不同的一方加上不同的极性的补偿量
。
[0012]专利技术的效果
[0013]根据本公开，根据作为控制对象的检测值的极性，对按照开关频率的目标值设定的滞环带的上限值及下限值的一方选择性地加上正或负的补偿量，由此能够避免由于死区时间期间中的检测值的变化而检测值超出到滞环带外，因此能够排除死区时间的影响来实现能够将开关频率稳定地控制为目标值的滞环控制
。
附图说明
[0014]图1是实施方式1所涉及的电力变换装置的概略结构图
。
[0015]图2是说明比较例所涉及的滞环控制的功能框图
。
[0016]图3是基于图2的滞环控制的电抗器电流的波形图的一例
。
[0017]图4是说明具有死区时间的赋予功能的滞环控制的功能框图
。
[0018]图5是用于说明图4所示的死区时间生成器的动作的信号波形图
。
[0019]图6是用于说明死区时间对滞环控制的影响的电抗器电流的波形图
。
[0020]图7是说明实施方式1所涉及的滞环控制的功能框图
。
[0021]图8是用于说明实施方式1所涉及的滞环控制的电抗器电流的第一控制波形例
。
[0022]图9是用于说明实施方式1所涉及的滞环控制的电抗器电流的第二控制波形例
。
[0023]图
10
是说明实施方式1所涉及的滞环控制的上下限值的设定处理的流程图
。
[0024]图
11
是说明实施方式1的变形例所涉及的滞环控制的功能框图
。
[0025]图
12
是说明实施方式1的变形例所涉及的滞环控制的处理的流程图
。
[0026]图
13
是实施方式2所涉及的电力变换装置的概略结构图
。
[0027]图
14
是说明实施方式2所涉及的滞环控制的功能框图
。
[0028]图
15
是说明图
14
所示的中性点电压运算部的结构例的功能框图<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种电力变换装置，具备：电力变换电路，具有在第一及第二电线之间串联连接的第一及第二开关元件；以及控制电路，通过滞环控制对所述第一及第二开关元件的导通断开进行控制，其中，所述滞环控制是基于在所述电力变换电路的电力变换中处理的电气量的检测值与包含该电气量的指令值的滞环带的上限值及下限值的比较来进行的，所述第一及第二开关元件的导通断开被控制为设置有在导通断开切换时所述第一及第二开关元件这两方断开的死区时间，包括：滞环带生成部，按照所述第一及第二开关元件的开关频率的目标值，生成所述滞环控制中的滞环带宽；上下限值设定部，按照所述滞环带宽和所述指令值，设定所述上限值及所述下限值；死区时间补偿部，用于对由所述上下限值设定部设定的所述上限值及所述下限值加上补偿量，其中，所述补偿量用于避免在所述死区时间的期间所述检测值超出到所述滞环带外；滞环比较器，将由所述死区时间补偿部处理后的所述上限值及所述下限值与所述检测值进行比较；以及死区时间生成器，基于所述滞环比较器的输出信号，以赋予所述死区时间的方式，生成所述第一及第二开关元件的导通断开的控制信号，所述死区时间补偿部执行如下处理：在所述检测值为正的情况与所述检测值为负的情况之间，对所述上限值及所述下限值的不同的一方加上不同的极性的所述补偿量
。2.
根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，所述死区时间补偿部在所述检测值为正的情况下，以使所述下限值上升的方式设定正的所述补偿量，另一方面，在所述检测值为负的情况下，以使所述上限值下降的方式设定负的所述补偿量
。3.
根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其中，所述死区时间补偿部根据所述第一及第二开关元件的导通期间与所述第一及第二开关元件的开关周期之比使所述补偿量变化
。4.
根据权利要求1～3中的任一项所述的电力变换装置，其中，所述补偿量的绝对值被设定为和所述死区时间的时间长度与在紧挨在所述死区时间之前被导通的所述第一或第二开关元件的导通期间长度之比成比例
。5.
根据权利要求1～4中的任一项所述的电力变换装置，其中，所述控制电路还包括保护电路，该保护电路用于防止由所述死区时间补偿部处理后的所述上限值与所述下限值的差小于预先决定的限制值，所述保护电路在所述差小于所述限制值时，以确保该限制值的方式，对在所述滞环比较器中使用的所述上限值及所述下限值进行修正
。6.
根据权利要求1～5中的任一项所述的电力变换装置，其中，所述电力变换电路构成为：具有多个由所述第一及第二开关元件构成的支线，且在具有连接于所述第一及第二电线的正极及负极的直流电压源与连接于各所述支线的交流电压源之间进行电力变换，
所述电力变换装置还具备电抗器，该电抗器连接于各所述支线的所述第一及第二开关元件的连接点与所述交流电压源之间，所述检测值是通过所述电抗器的电流检测值
。7.
根据权利要求6所述的电力变换装置，其中，所述直流电压源的第一中性点和所述交流电压源的第二中性点的至少一方未被...

【专利技术属性】
技术研发人员：糸川祐树，川井由宇，纲本健志，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：