专利名称：用于检测逆变器的相电流的装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于检测逆变器的相电流的装置和方法，以及更具体地说，涉及用于检测逆变器的相电流的装置和方法，其检测逆变器输出到负载的交流(在下文中称为“AC”)电源的三相电流。
背景技术：
通常，广泛使用逆变器以便精密地控制负载，诸如感应电动机。逆变器生成脉宽调制(在下文中称为“PWM”)信号，以及通过所生成的PWM信号，有选择地开关多个开关元件。根据开关元件的开关，将直流(称为“DC”)电源转换成AC电源，以及将所转换的AC电源提供给负载，从而驱动它。绝缘栅双极晶体管(IGBT)已经广泛使用做为开关元件的例子。
当PWM信号的脉宽改变时，改变多个开关元件的开关时间以及提供给负载的AC电源的电压和频率，从而精密地控制负载的扭矩和旋转速度。
另外，响应负载的命令信号，生成具有预定频率的正弦波电压做为阈值电压，以及生成具有预定时间周期的三角形波。比较所生成的三角形波与所生成的正弦波的电平，以及根据比较结果，生成PWM信号。PWM信号的时间周期与三角形波相同。PWM信号的脉宽根据三角形波的电压电平和正弦波的电压电平之间的差值改变。
当该逆变器将过电流提供给负载时，负载被损害，并且由于过电流，构成逆变器的部件也被破坏。因此，逆变器检测提供给负载的三相电流，以及基于该三相电流，判断过电流是否被提供给负载。当判断过电流被提供给负载时，逆变器的操作停止以防止由于过电流而损坏负载和逆变器。
已知四种检测逆变器提供给负载的三相电流的方法。第一种方法是将多个电流传感器诸如电流互感器插在逆变器的输出端和负载间的方法。第二方法是将多个电流检测电阻插在逆变器的输出端和负载间的方法。第三方法是将一个电流检测电阻插在用于提供DC电源的功率变换器的负端和开关部分的接地之间的方法。第四方法是将各个电流检测电阻分别插在将电流从负载切换到地面的多个低开关元件和地面的方法。
第一方法具有传感器本身制造成本非常高的缺点。
在第二方法中，逆变器的开关部分提供给负载的电压和控制逆变器的操作的控制器的电压之间的差值较大。为此，需要绝缘装置来将控制电路与开关部分绝缘。绝缘装置昂贵且电路结构复杂。
第三方法具有电路结构简单的优点。然而，为计算所有三相电流，一个电流检测电阻应当频繁地校正正弦波的电压，这导致相当复杂的控制。
第四方法能通过单一控制来检测电流。根据第四方法，为检测逆变器输出到负载的三相电流，必须能检测至少两相电流。
即，由逆变器提供给负载的三相电流由等式(1)表示。
IA+IB+IC＝0(1)其中，IA、IB、IC是A相、B相和C相电流。
如等式所示，因为三相电流的和为零安培，检测三相电流的至少二相，以及能基于两个检测的相电流，计算剩余的一个相电流。
为检测从逆变器提供给负载的三相电流，应当构造电流回路以包括多个电流检测电阻器。为测量在电流回路中的多个电流检测电阻器两端的电压，需要PWM信号的最小脉冲以便使相电流流向各个电流检测电阻器。使相电流流向各个电流检测电阻器所需的最小时间取决于PWM信号的最小脉宽。因此，当检测电流回路中的相电流所需的最小时间不足时，不能检测到提供给负载的相电流。
如果未检测到相电流，当将过电流从逆变器提供给负载时，不能检测到过电流，并且由于过电流会损坏构成逆变器的部件和负载。
因此，即使两个PWM信号的每一脉宽窄于最小脉宽时，也需要检测提供给负载的三相电流。
发明内容
因此，本发明的目的是提供用于检测逆变器的相电流的装置和方法，其可以通过改变基准电压的电平，获得PWM信号的最小脉宽，以及精确地检测提供给负载的三相电流。
本发明的另一目的是提供用于检测逆变器的相电流的装置和方法，其补偿基准电压的变化电平而不影响负载的驱动，以便获得PWM信号的最小脉宽。
根据具有上述目的的本发明，预先设置能获得PWM信号的最小脉宽的阈值电压。将所设置的阈值电压与做为基准电压的三相正弦波电压进行比较，以及判断是否能获得能检测三相电流的PWM信号的最小脉宽。
做为该判断的结果，如果三个PWM信号的每一脉宽等于或大于最小脉宽，电流检测电阻器两端的电压被检测做为三相电流。做为该判断的结果，如果两个PWM信号的每一脉宽等于或大于最小脉宽，具有对应于等于或大于最小脉宽的PWM信号的相位的电流检测电阻器两端的电压被检测做为两个相电流，以及基于两个检测到的相电流计算剩余的一个相电流。
做为判断的结果，如果一个PWM信号的脉宽等于或大于最小脉宽，而两个PWM信号的每一脉宽小于最小脉宽，对应于小于最小脉宽的两个PWM信号的一个的正弦波电压被改变成阈值电压以便检测两个相电流，以及基于两个检测到的相电流计算剩余的一个相电流。
此外，为检测三相电流，根据正弦波电压的变化，可能改变提供给负载的三相功率，从而导致负载驱动中的误差。
因此，最好改变成阈值电压的正弦波电压为具有小于最小脉宽的脉宽的两个PWM信号中的具有与阈值电压最小电平差的信号，即，具有三个正弦波电压中的中间电平的信号。
另外，通过改变阈值电压检测到相电流后，将初始正弦波电压和阈值电压之间的电平差设置成补偿电压，以及通过允许负载正常驱动的补偿电压来补偿正弦波电压。
通过提供用于检测逆变器的相电流的装置，基本上实现本发明的上述目的，该装置包括开关部分，其当根据多个脉宽调制信号接通多个上开关元件和下开关元件时，将直流电源转换成交流电源，以及将交流电源提供给负载；多个电流检测电阻器，其分别耦合在多个下开关元件和地面之间；多个模/数转换器，用于将多个电流检测电阻器的电压转换成数字信号；三角形波发生器，用于生成具有预定时间周期的三角形波；电流检测控制器，其用于生成三相正弦波电压，用于将所生成的三相正弦波电压与基准阈值电压比较，以及用于根据比较结果改变三相正弦波电压以便控制相电流的检测；脉宽调制信号发生器，其用于将来自电流检测控制器的三相正弦波电压与由三角形波发生器生成的三角形波的电压进行比较，以便生成多个脉宽调制信号并输出到开关部分；以及相电流检测器，其用于根据电流检测控制器的控制，检测多个模/数转换器的输出信号做为相电流。
根据本发明的另一方面，提供一种用于检测逆变器的相电流的方法，包括步骤(i)响应命令信号，生成三相正弦波电压；(ii)将三相正弦波电压分别与基准阈值电压进行比较；(iii)做为比较结果，当三相正弦波电压的一个等于或小于阈值电压时，将大于阈值电压的、三相正弦波电压中的两个三相正弦波电压的一个改变成阈值电压；以及(iv)检测对应于改变成阈值电压的正弦波电压的相位的电流和对应于小于或等于阈值电压的正弦波电压的相位的电流，以及基于两个检测到的相电流，计算剩余的一个相电流。
通过参考附图描述本发明的一些实施例，本发明的上述方面和特征将变得更显而易见，其中图1是表示根据本发明的实施例的逆变器的框图；图2是表示图1中所示的控制器的详细结构的框图；图3是根据本发明的实施例描述改变和补偿基准电压的操作的波形图；以及图4是描述用于检测根据本发明的实施例的逆变器的相电流的方法的流程图。
具体实施例方式
现在，将参考其中显示本发明的优选实施例的附图，描述用于检测根据本发明的优选实施例的逆变器的相电流的装置和方法。在下文中，将参考示出本发明的实施例的附图，更全面地描述本发明。然而，本发明不应当构造为限定为在此所述的实施例。而是，提供这些实施例使得此公开内容全面和完整，以及将向本领域的技术人员全面地传达本发明的范围。相同的数字表示相同的元件。
图1是表示根据本发明的实施例的逆变器的框图。参考数字100表示交流电源。参考数字110表示功率转换器，将由AC电源100提供的AC功率转换成直流电源。功率转换器110包括整流器111和电容器。从AC电源100提供的AC功率输入到整流器111。存在作为整流器111的例子的桥式二极管。整流器111整流来自AC电源100的AC功率以便获得纹波功率。电容器113平滑来自整流器111的纹波功率以便获得DC功率。
参考数字120表示开关部分，用于将来自功率转换器110的DC功率切换和转换成AC功率。参考数字130是由来自开关部分120的AC功率驱动的负载。例如，负载130是三相感应电动机。开关部分120包括多个上开关元件121A、121B、121C和多个下开关元件123A、123B、123C。开关多个上开关元件121A、121B、121C以便根据PWM信号，将相位A、B和C的电流从功率转换器110的正极端提供给负载130。开关多个下开关元件123A、123B、123C以便根据PWM信号，将相位A、B和C的电流从负载130提供给功率转换器110的负极端。
参考数字140A、140B、140C表示多个电流检测电阻器。分别在多个下开关元件123A、123B、123C和地面之间提供多个电流检测电阻器140A、140B和140C。当接通多个下开关元件123A、123B、123C时，来自负载130的相位A、B和C的电流通过多个下开关元件123A、123B、123C和多个电流检测电阻器140A、140B和140C，流入功率转换器110的负极端，以便在电流检测电阻器140A、140B和140C中生成压降。
参考数字150表示控制器。控制器150产生本发明的PWM信号。控制器150分别检测多个电流检测电阻器140A、140B和140C两端的电压做为相位A、B和C的电流。
图2是表示在图1中所示的控制器150的详细结构的框图。其中，参考数字200表示三角形波生成器。三角形波生成器200生成具有预先设置的预定周期的三角形波。
参考数字210表示峰值检测器。峰值检测器210检测来自三角形波生成器200的三角形波的电压电平。当三角形波的电压电平具有峰值时，峰值检测器210生成峰值检测信号。
参考数字220A、220B和220C表示模/数转换器。当峰值检测器210检测峰值以便生成峰值检测信号时，模/数转换器220A、220B和220C采样和保持电流检测电阻器140A、140B和140C的电压，以及将它们转换成数字信号。
参考数字230表示电流检测控制器。电流检测转换器230包括正弦波发生器231、电流检测判断部分233、电压判断部分235和基准电压变化部分237。正弦波发生器231根据命令信号，生成具有预定频率的正弦波，作为用于驱动负载130的基准电压。例如，负载130是三相感应电动机。正弦波发生器130通过作为基准电压的三相功率，生成三相正弦波电压来驱动负载130。
电流检测判断部分233将由正弦波发生器231生成的三相正弦波电压与基准阈值电压进行比较，以及根据比较结果，有选择地生成第一至第三电流检测判断信号ID1、ID2和ID3。
当电流检测判断部分233生成第三电流检测判断信号ID3时，电压判断部分235判断正弦波电压等于或小于阈值电压，以及该正弦波电压具有由正弦波发生器231生成的三相正弦波电压中的中间电平。电压判断部分235还根据两个判断的正弦波电压，生成基准电压可变信号和电压检测信号。
基准电压变化部分237根据来自电压判断部分235的基准电压可变信号，将由正弦波发生器231生成的三相正弦波电压的一个的电平改变成阈值电压。
参考数字240表示PWM信号发生器240。PWM信号发生器240将来自基准电压变化部分237的三相正弦波电压与由三角形波生成器200生成的三角形波的电压进行比较。PWM信号发生器240还根据比较结果生成多个PWM信号，并将多个PWM信号输出到开关部分120的多个上开关元件121A、121B、121C和多个下开关元件123A、123B、123C。
参考数字250表示相位电流检测器。当电流检测判断部分233生成第一电流检测判断信号ID1时，相位电流检测器250基于模/数转换器220A、220B和220C的输出计算各个相位电流。当电流检测判定部233生成第二电流检测判断信号ID2时，相位电流检测器250根据第二电流检测判断信号ID2，基于模/数转换器220A、220B和220C的输出中的两个，计算两个相电流，以及基于两个所计算的相电流，计算剩余的一个相电流。当电压判断部分235生成电压检测信号时，相电流检测器250根据电压检测信号，基于模/数转换器220A、220B和220C的输出信号中的两个，计算两个相电流，以及基于两个所计算的相电流，计算剩余的一个相电流。
在用于检测具有上述结构的本发明的逆变器的相电流的装置中，为了驱动负载130，三角形波生成器200生成具有预定时间周期的三角形波，以及将所生成的三角形波提供给峰值检测器210和PWM信号生成器240。
峰值检测器210检测由三角形波生成器200生成的三角形波的电压电平。当三角形波的检测电压电平为峰值时，峰值检测器210将峰值检测信号提供给模/数转换器220A、220B和220C的各个采样/保持端S/H。
然后，模/数转换器220A、220B和220C采样、保持和转换电流检测电阻器140A、140B和140C的电压为数字信号，并将数字信号输出到相电流检测器250。
即，当由三角形波生成器200生成的三角形波的电压具有峰值时，模/数转换器220A、220B和220C将电流检测电阻器140A、140B和140C的电压转换成数字信号，并且将数字信号输出到相电流检测器250。
另外，当将预定外部命令信号输入到控制器230时，控制器230的正弦波发生器231生成具有预定频率的三相正弦电压做为基准电压。由正弦波生成器231生成的三相正弦波电压被提供给电流检测判断部分233、电压判断部分235和基准电压变化部分237。
此外，将先前设定电平的阈值电压从外部输入到电流检测判断部分233中。这里，将阈值电压预先设置为能获得检测要被提供到负载130的相电流所需的最小时间的电平。即，阈值电压用来确定对应于由PWM信号发生器240生成的PWM信号的间隔的时间，其是检测相电流所需的最小时间。最小时间表示当开关多个下开关元件123A、123B、123C时，相电流可以流向电流检测电阻器140A、140B和140C所需的时间。
电流检测判断部分233将来自正弦波发生器231的三相正弦波电压分别与阈值电压进行比较。当三相正弦波电压均小于或等于阈值电压时，电流检测判断部分233生成和提供第一电流检测判断信号ID1给相电流检测器250。
因此，基准电压变化部分237将为由正弦波发生器231生成的三相电流电压的基准电压输出到PWM信号发生器240，而不改变基准电压。PWM信号发生器240将三相正弦波电压与由三角形波生成器200生成的三角形波的电压进行比较以便生成PWM信号。根据所生成的PWM信号，有选择地接通上开关元件121A、121B、121C和下开关元件123A、123B、123C，以便将三相AC功率提供给负载130，从而负载130运行，并且相电流流入电流检测电阻器140A、140B和140C。
并且，相电流检测器250根据第一电流检测判断信号ID1，检测模/数转换器220A、220B和220C的输出信号，作为各自的相电流。
即在电流检测电阻器140A、140B和140C中，生成根据各自的相电流的压降。模/数转换器220A、220B和220C将压降的电平转换成数字信号，以及将数字信号提供给相电流检测器250。相电流检测器250检测模/数转换器220A、220B和220C的输出信号做为各自的相电流。
做为比较结果，在三个正弦波电压中，当两个正弦波电压低于或等于阈值电压以及剩余一个正弦波电压大于阈值电压时，电流检测判断部分233生成和提供第二电流检测判断信号ID2给相电流检测器250。第二电流检测判断信号ID2包括告知两个正弦波电压小于或等于阈值电压的信号。
因此，基准电压变化部分237将为由正弦波生成器231生成的三相电流电压的基准电压输出到PWM信号发生器240，而不改变基准电压。PWM信号发生器240将三相正弦波电压与由三角形波发生器200生成的三角形波的电压进行比较，以便生成PWM信号。根据所生成的PWM信号，有选择地接通上开关元件121A、121B、121C和下开关元件123A、123B、123C，以便将AC功率提供给负载130，从而负载130运行并且相电流流入电流检测电阻器140A、140B和140C。
因此，相电流检测器250根据第二电流检测判断信号ID2，检测模/数转换器220A、220B和220C的输出信号中的两个做为两个相电流，以及基于该两个检测的相电流，使用第一等式1，计算剩余的一个相电流。
例如，假定A相和B相正弦波电压小于或等于阈值电压，以及C相正弦波电压高于由正弦波发生器231生成的A相、B相和C相正弦波电压中的阈值电压，相电流检测器250根据第二电流检测判断信号ID2，检测模/数转换器220A和220B的输出信号做为相位A和B的电流。
做为比较结果，在三相正弦波电压中，当一个正弦波电压小于或等于阈值电压，而剩余的两个正弦波电压大于阈值电压时，电流检测判断部分233生成和提供第三电流检测判断信号ID3给电压判断部分235。
电压判断部分235将由正弦波发生器231生成的三相正弦波的电压电平彼此比较，以及基于比较结果，判定具有最低电压电平的正弦波电压和具有中间电压电平的正弦波电压。电压判断部分235基于两个判断的正弦波电压，生成和输出告知相电流的检测的电流检测信号到相电流检测器250。此外，电压判断部分235生成和输出告知具有中间电压电平的正弦波电压的变化的基准电压变化信号到基准电压变化部分237。
基准电压变化部分237将正弦波发生器231生成的三相正弦波电压中具有中间电压电平的正弦波电压的电压电平改变成能根据来自电压判断部分235的基准电压可变信号检测相电流的阈值电压的电平，以及将正弦波电压的改变后的电压电平输出到PWM信号发生器240。此外，基准电压变化部分237将具有最高和最低电平的正弦波电压输出到PWM信号发生器240而不改变它们。
然后，PWM信号发生器240将其电平还没有被改变的两个正弦波电压和其电平已经被改变的一个正弦波电压分别与由正弦波发生器200生成的正弦波电压进行比较，以便生成PWM信号。当将PWM信号输入到上开关元件121A、121B、121C和下开关元件123A、123B、123C的栅极以便有选择地接通它们。当有选择地接通上开关元件121A、121B、121C和下开关元件123A、123B、123C以便将AC功率提供给负载130时，结果为负载130运行并且相电流流入电流检测电阻器140A、140B和140C。
相电流检测器250根据来自电压判断部分235的电流检测信号，检测模/数转换器220A、220B和220C的输出信号的对应两个做为两个相电流，以及基于两个检测的相电流，计算和输出剩余的一个相电流。
如从上述说明看出，在改变一个正弦波电压的电平以检测相电流后，基准电压判断部分237补偿改变成阈值电压的对应的正弦波电压，从而使负载以正常速度连续驱动。
将参考图3，描述将正弦波电压改变成阈值电压以及补偿正弦波电压的操作。图3是描述根据本发明的实施例改变和补偿基准电压的操作的波形图。
在图3a中，由正弦波发生器200生成正弦波。参考数字VA、VB、VC分别表示由正弦波发生器231生成的相位A、B和C的正弦波电压，作为基准电压。VT表示阈值电压。
当在三角形波电压的第一时间周期期间，相位A和B的两个正弦波电压VA和VB大于阈值电压VT，而相位C的正弦波电压VC小于或等于阈值电压VT时，PWM信号发生器240生成和提供PWM信号给下开关元件123A、123B、123C的栅极，如图3b至图3d所示。因此，由于下开关元件123C的接通时间长，相电流检测器250可以基于电流检测电阻器140C的电压充分地检测相位C的电流。与此相反，因为下开关元件123B和123A的接通时间短于能够检测相电流的最小时间，相电流检测器150不能检测相A和B的电流。
在这种情况下，电流判断部分235生成和输出基准电压可变信号到基准电压变化部分237。这里，基准电压可变信号用来将相B的正弦波电压VB改变成阈值电压VT。
在正弦波电压的第二时间周期期间，基准电压变化部分237将由正弦波发生器231生成的相A和C的正弦波电压VA和VC输出到PWM信号发生器240，而不改变各自的电平。与此相反，基准电压变化部分237将相B的正弦波电压VB改变成阈值电压VT以及将其输出到PWM信号发生器240。
在这种情况下，如图3C所示，由PWM信号发生器240生成并施加到下开关元件123B的栅极的PWM信号具有检测相电流的足够的脉宽。
另外，电压判断部分235生成和输出用于检测相B和C的电流的电流检测信号到相电流检测器250。
因此，在第二时间周期期间，相电流检测器250检测模/数转换器220B和220C的输出信号做为相B和C的电流，以及基于相B和C的检测电流，计算相A的电流。
如前所述，完成了相电流的检测，基准电压变化部分237补偿相B的正弦波电压。在三角形波电压的第三和第四时间周期期间，实现相B的正弦波电压的补偿。基准电压变化部分237计算相B的初始正弦波电压VB和阈值电压VT之间的电平差V1。基准电压变化部分237将为电平差V1的一半的V1/2添加到相B的初始正弦波电压VB，并且将和输出到PWM信号发生器240。
因此，如图3C所示，由PWM信号发生器240生成并施加到下开关元件123B的栅极的PWM信号的脉宽减小到低于原始宽度。该补偿提供给负载130的AC功率，导致根据初始命令信号驱动负载130。
图4是示例说明用于检测根据本发明的实施例的逆变器的相电流的方法的流程图。参考图4，响应负载130的命令信号，电流检测控制器230的正弦波发生器231生成具有预定频率的三相正弦波电压(步骤S400)。电流检测判断部分233将三相正弦波电压分别与预先设置的阈值电压进行比较(步骤S402)。
做为比较结果，当三相正弦波电压均小于或等于阈值电压(步骤S404)时，电流检测判断部分233生成第一电流检测判断信号ID1(步骤S406)。然后，当由正弦波发生器200生成的正弦波具有峰值时，相电流检测器250使用通过模/数转换器220A、220B和220C的采样和保持分别转换成数字信号的电流检测电阻器140A、140B和140C的电压，检测相A、B和C的电流(步骤S408)。
做为比较结果，当三相正弦波电压的两个小于或等于阈值电压，以及剩余的一相正弦波电压大于阈值电压时(步骤S410)，电流检测判断部分233生成第二电流检测判断信号ID2，其用来检测小于或等于阈值电压的两相正弦波电压做为相电流(步骤S412)。当由正弦波发生器200生成的正弦波具有峰值时，相电流检测器250检测由模/数转换器220A、220B和220C的采样和保持的转换数字信号中的对应于第二电流检测判断信号ID2的模/数转换器的两个输出信号做为两个相电流(步骤S414)。相电流检测器250基于两个检测的相电流，进一步计算剩余的一个相电流(步骤S416)。
另一方面，做为比较结果，当三相正弦波电压的两个等于或大于阈值电压，并且剩余一相正弦波电压小于阈值电压时，电流检测判断部分233生成第三电流检测判断信号ID3(步骤S418)。
接着，电压判断部分235判断由正弦波发生器231生成的三相正弦波电压的电平(步骤S420)。根据判断结果，基准电压变化部分237将具有中间电平的正弦波电压的电平改变成能检测相电流的阈值电压的电平(步骤S422)。此外，电压判断部分235生成电流检测信号以便检测在判定的三相正弦波电压中具有最低电压电平的电流以及改变成阈值电压的相位的电流，并且相电流检测器250根据所生成的电流检测信号，检测对应的相电流(步骤S424)。另外，相电流检测器250使用两个检测的相电流来计算剩余的一个相电流(步骤S426)。
如上所述，当检测所有相电流时，基准电压变化部分237计算补偿电压(步骤S428)，以及按补偿周期N划分所计算的补偿电压以便获得划分结果值(步骤S430)。在补偿周期N期间，基准电压变化部分237通过将划分结果值添加到改变成阈值电压的相位的正弦波电压，执行补偿操作(步骤S432)，从而使负载以正常速度继续驱动。
如上所述，其中，本发明检测逆变器输出到负载的AC功率的相电流，当PWM信号的脉宽不足以检测相电流时，调整PWM信号的脉宽以便检测相电流。另外，当确定相电流的检测时，补偿具有调节的脉宽的相位的正弦波电压。因此，当逆变器将AC功率提供给负载以便驱动它时，本发明可以连续地检测流入负载的相电流。
上述实施例和优点仅是示例性的，以及不构成为限制本发明。本教导能易于应用于其他类型的装置。同时，本发明的实施例的描述意图为示例性的，而不限制本发明的范围，并且许多替代、修改和改变对本领域的技术人员来说将是显而易见的。
权利要求
1.一种用于检测逆变器的相电流的装置，包括开关部分，用于当根据多个脉宽调制信号接通多个上开关元件和多个下开关元件时，将直流电源转换成交流电源，以及将该交流电源提供给负载；多个电流检测电阻器，其分别耦合在所述多个下开关元件和地面之间；多个模/数转换器，其用于将多个电流检测电阻器的电压转换成数字信号；三角形波发生器，其用于生成具有预定时间周期的三角形波；电流检测控制器，其用于生成三相正弦波电压，将所生成的三相正弦波电压与基准阈值电压做比较，以及根据比较结果改变三相正弦波电压以便控制相电流的检测；脉宽调制信号发生器，用于将来自电流检测控制器的三相正弦波电压与由三角形波发生器生成的三角形波的电压进行比较，以便生成多个脉宽调制信号并输出到开关部分；以及相电流检测器，用于根据电流检测控制器的控制，检测多个模/数转换器的输出信号做为相电流。
2.如权利要求1所述的装置，进一步包括峰值检测器，用于检测由所述三角形波发生器生成的三角形波的峰值并输出到多个模/数转换器的采样/保持端。
3.如权利要求1所述的装置，其中，电流检测控制器包括正弦波发生器，用于响应负载的命令信号，生成三相正弦波电压；电流检测判断部分，用于将由正弦波发生器生成的三相正弦波电压与基准阈值电压进行比较，用于根据比较结果有选择地生成第一至第三电流检测判断信号，以及用于根据第一和第二电流检测判断信号，使相电流检测器检测相电流；电压判断部分，用于当电流检测判断部分生成第三电流检测判断信号时，产生改变三相正弦波电压的一个的基准电压可变信号和电流检测信号，以及用于使相电流检测器根据所生成的电流检测信号检测相电流；以及基准电压变化部分，用于当电流检测判断部分不生成基准电压可变信号时，由正弦波发生器将三相正弦波电压输出到脉宽调制信号发生器，以及用于当电流检测信号判断部分生成基准电压可变信号时改变对应正弦波电压的电平并输出到脉宽调制信号发生器。
4.如权利要求3所述的装置，其中，当三相正弦波电压均小于或等于阈值电压时，电流检测判断部分生成第一电流检测判断信号，从而使相电流检测器检测多个模/数转换器的输出信号做为各自的三相电流。
5.如权利要求3所述的装置，其中，当三相正弦波电压的两个小于或等于阈值电压时，电流检测判断部分生成第二电流检测判断信号，从而使相电流检测器检测多个模/数转换器的输出信号中的对应于等于或小于阈值电压的三相正弦波电压的相位的至少一个输出信号做为两个相电流，并且基于两个检测的相电流计算剩余的一个相电流。
6.如权利要求3所述的装置，其中，当三相正弦波电压的一个小于或等于阈值电压时，电流检测判断部分生成第三电流检测判断信号，从而使电压判断部分生成基准电压可变信号和电流检测信号。
7.如权利要求3所述的装置，其中，由电压判断部分生成的基准电压可变信号用来将三相正弦波电压中的中间电平的正弦波电压改变成阈值电压。
8.如权利要求3所述的装置，其中，基准电压变化部分将对应于基准电压变化信号的相位的正弦波电压改变成阈值电压，然后，将初始正弦波电压和阈值电压间的差值设置成补偿电压，以及通过所设定的补偿电压，补偿和输出对应相位的正弦波电压。
9.如权利要求8所述的装置，其中，在由正弦波发生器生成的正弦波的N时间周期期间，通过将补偿电压除以N(其中N为自然数)获得的电压添加到对应相位的正弦波电压上来获得补偿电压。
10.一种用于检测逆变器的相电流的方法，包括(i)响应命令信号，生成三相正弦波电压；(ii)将三相正弦波电压分别与基准阈值电压进行比较；(iii)做为比较结果，当三相正弦波电压的一个等于或小于阈值电压时，将大于阈值电压的、三相正弦波电压中的两个三相正弦波电压的一个改变成阈值电压；以及(iv)检测对应于改变成阈值电压的正弦波电压的相位的电流和对应于小于或等于阈值电压的正弦波电压的相位的电流，并且基于两个检测的相电流，计算剩余的一相电流。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括当做为比较结果三相正弦波电压均小于或等于阈值电压时，检测对应于三相正弦波电压的相电流。
12.如权利要求10所述的方法，进一步包括当做为比较结果三相正弦波电压的三个小于或等于阈值电压时，检测对应于小于或等于阈值电压的两个正弦波电压的相位的电流；以及基于两个检测的相电流，计算剩余的一相电流。
13.如权利要求10所述的方法，进一步包括在计算相电流后，将初始正弦波电压和阈值电压之间的差值设置成补偿电压；以及将所设定的补偿电压添加到对应的正弦波电压，用于补偿初始正弦波电压。
全文摘要
本发明预先设置阈值电压，将所设置的阈值电压与基准电压进行比较，以及判定是否获得PWM信号的最小脉宽。当一个PWM信号的脉宽等于或大于最小脉宽，但两个PWM信号的每一脉宽小于最小脉宽时，将对应于小于最小脉宽的两个PWM信号的一个的正弦波电压改变成阈值电压以便检测两个相电流，以及基于两个检测的相电流，计算剩余的一相电流。在通过改变阈值电压检测相电流后，将初始正弦波电压和阈值电压之间的电平差设置成补偿电压，以及利用补偿电压补偿正弦波电压。
文档编号H02M7/5387GK1992499SQ20061015313
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月8日 优先权日2005年12月30日
发明者李敬注 申请人:Ls产电株式会社