[发明专利]一种三电平逆变器及其驱动过零切换控制方法

说明书

本发明提供了一种三电平逆变器及其驱动过零切换控制方法，其中的控制方法包括以下步骤：生成不带死区的外管PWM驱动信号并发送，并生成正负半周切换信号并发送；接收所述外管PWM驱动信号、正负半周切换信号，并生成不带死区的第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号；当所述外管PWM驱动信号为负半周或正半周时，驱动生成与所述第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号分别对应的带死区的第一开关管的驱动信号、带死区的第二开关管的驱动信号、带死区的第三开关管的驱动信号和带死区的第四开关管的驱动信号；然后输出。本发明的技术方案结构简单，可靠性高；且过零点畸变低。

技术领域

本发明属于电子电路设计技术领域，尤其涉及一种三电平逆变器及其驱动过零切换控制方法。

背景技术

在逆变器领域三电平使用的越来越多，在分配三电平的4个开关器件的驱动时，通常有两种分配方法：一种是使用DSP/ARM/MCU等发出两个外管的驱动，再利用CPLD/FPGA等互补产生4个驱动；另一种是使用DSP/ARM/MCU等发出本半周处于开关状态的两个开关器件的驱动，再利用CPLD/FPGA等互补产生4个驱动。

三电平拓扑使用在交流领域时，在正半周工作时，通常连接正母线的外管和两个内管工作，连接负母线的外管处于关闭状态；负半周工作时，通常连接负母线的外管和两个内管工作，连接正母线的外管处于关闭状态。上述两种方法在正负半周切换时，如果时序逻辑没控制好，容易造成正负母线对N短路，甚至正负母线短路。

专利号为201010143915X的技术方案，需要根据当前驱动的高，低状态来调制过零点附近的驱动。其本质原因是死区先使用DSP/ARM/MCU来产生的，包含死区的PWM（PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制）驱动再利用CPLD（Complex Programmable LogicDevice，复杂可编程逻辑器件）/FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）针对过零点调整驱动，调整时由于过零点附近，内管会由开关状态转为强制导通状态，破坏了原有的PWM死区，导致死区失效，需要再增加死区产生单元，方法很复杂。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种三电平逆变器及其驱动过零切换控制方法，DSP/ARM/MCU处理器只产生本半周工作外管的驱动，不产生对应内管的驱动，也不产生死区。死区和4个开关管的驱动完全由CPLD/FPGA产生，方法简单可靠，同时过零出畸变相比现有技术的要低。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种三电平逆变器的驱动过零切换控制方法，所述三电平逆变器包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，其包括以下步骤：

步骤S1，生成不带死区的外管PWM驱动信号并发送，并生成正负半周切换信号并发送；其中，所述正负半周切换信号为指示当前驱动信号是正半周还是负半周的指示信号；

步骤S2，接收所述外管PWM驱动信号、正负半周切换信号，并生成不带死区的第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号；

步骤S3，产生死区，当所述外管PWM驱动信号为负半周或正半周时，驱动生成与所述第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号分别对应的带死区的第一开关管的驱动信号、带死区的第二开关管的驱动信号、带死区的第三开关管的驱动信号和带死区的第四开关管的驱动信号；然后输出。

作为本发明的进一步改进，所述第一驱动信号与第三驱动信号互补，第二驱动信号和第四驱动信号互补。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中，通过CPLD或FPGA产生死区。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，采用CPLD或FPGA生成不带死区的第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号。