[发明专利]一种逆变器的限流控制方法及系统

说明书

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。

技术领域

本申请涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种逆变器的限流控制方法及系统。

背景技术

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。

发明内容

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。