专利名称：逆变电路电桥工作模式的定时切换方法
技术领域：
本发明涉及逆变电源领域，尤其涉及一种逆变电路电桥工作模式的定时切换方法。
背景技术：
如图1所示，采用4个可控功率器件和4个二极管可组成常用的单相全桥逆变电 路。VD。是逆变电路的直流输入，A和B两点是逆变电路的交流输出。电路中A和B两桥臂 中上下两个功率器件Tl和T2、T3和Τ4不允许同时导通。把桥臂A和B的工作模式依照功 率器件的通断工况进行定义
上部功率器件导通时，桥臂的工作模式为1 ；下部功率器件导通时，桥臂的工作模式为 0。依照此定义，A和B两桥臂组合在一起的逆变电桥的工作模式有如下4种
10模式Α桥臂Tl或Dl导通，B桥臂Τ4或D4导通；逆变电路输出Α为正，B为负； 01模式Α桥臂Τ2或D2导通，B桥臂Τ3或D3导通；逆变电路输出Α为负，B为正； 00模式Α桥臂Τ2或D2导通，B桥臂Τ4或D4导通；逆变电路输出Α和B等电位； 11模式Α桥臂Tl或Dl导通，B桥臂Τ3或D3导通；逆变电路输出Α和B等电位。在10模式工况下，输出Uab为正，负载电流I1增加；在01模式工况下，输出Uab为 负，负载电流I1减少；在00和11模式工况下，输出Uab为零，负载电流I1的绝对值依照负 载的特性自然衰减，当负载电流I1的绝对值依照负载的特性自然衰减的速率小于给定电 流绝对值衰减的速率时，负载电流I1就不能跟随给定电流而产生了失真。将10模式和01模式称为非零模式，将00模式和11模式称为零模式。通过对逆变电桥的工作模式进行控制，可使负载电流I1跟随给定电流的变化。经 典的控制方法有以下3种
电流跟踪法负载电流^与给定电流、相比较后，所得到电流偏差值Ai=ig- I1经调 节器处理后，输入至后级采用自然调制法的控制装置，将其转换成相应宽度的脉冲，驱动相 应功率器件动作，以达到负载电流“跟随给定电流的变化的目的。此控制过程中，T1、T2、 Τ3、Τ4四个功率器件至少也仅有2个参与工作，电路的工作模式变化如图2所示。由图2可 知，2个不相同的非零工作模式不能直接进行转换，中间一定要通过零模式，输出Uab在功率 器件切换瞬间的电压变化的绝对值为Vdco此控制方法的主要缺点是跟踪误差较大，系统稳 定性对参数变化较为敏感。迟滞回环控制法以电流偏差值Ai为变量，根据所设置的迟滞回环作为判据，为 了避免负载电流I1不能跟随给定电流而产生的失真，让电路的工作模式不通过零模式，在2 个非零模式间直接进行切换，使电流偏差值Δι控制在所设置的迟滞回环内。此控制方法 不仅具有跟踪速度快及跟踪精度较高的优点，且系统稳定性对参数变化不敏感，即系统具 有较强的鲁棒性；由于在2个非零模式间直接进行工作模式的切换，因此所产生的dv/dt与 di/dt比通过零模式进行的切换大，由此所产生的电磁辐射干扰也比较强，不利于系统的稳 定工作，这是此控制方法的缺点。
定时切换控制法以电流偏差值Ai为变量，根据所设置的周期T检测电流偏差 值，当电流偏差值Ai为正时，工作模式切换成10;反之，则切换成01。此控制方法的优缺 点与迟滞回环控制法相同。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的跟踪误差大、鲁棒性较弱或电磁 辐射干扰较强等缺陷，提供一种跟踪速度快、跟踪精度高、鲁棒性较强并具有较弱电磁辐射 干扰的逆变电路电桥工作模式的定时切换方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种逆变电路电桥工作模式的定时切换方法，包括以下步骤
51.根据预设周期检测负载电流I1与给定电流ig的电流偏差值Ai，当电流偏差值Ai 为负时，执行步骤S2，否则执行步骤S3 ；
52.若逆变电桥前一状态工作模式为10模式，则切换为零模式，否则切换为01模式；
53.若逆变电桥前一状态工作模式为01模式，则切换为零模式，否则切换为10模式。本发明逆变电路电桥工作模式的定时切换方法中，步骤Sl中，在逆变电桥工作模 式切换的两个时刻的中间点检测电流偏差值Δ i。本发明逆变电路电桥工作模式的定时切换方法中，步骤S2中，需要切换为零模式 时，若前一零模式为00模式，则切换为11模式。本发明逆变电路电桥工作模式的定时切换方法中，步骤S2中，需要切换为零模式 时，若前一零模式为11模式，则切换为00模式。本发明逆变电路电桥工作模式的定时切换方法中，步骤S3中，需要切换为零模式 时，若前一零模式为00模式，则切换为11模式。本发明逆变电路电桥工作模式的定时切换方法中，步骤S3中，需要切换为零模式 时，若前一零模式为11模式，则切换为00模式。本发明逆变电路电桥工作模式的定时切换方法中，所述逆变电路电桥工作模式的 定时切换方法用于控制包含4个可控功率器件和4个二极管的单相全桥逆变电路。本发明逆变电路电桥工作模式的定时切换方法的有益效果为能克服现有技术控 制方法所分别存在的缺点，而把其优点综合在一起，使系统不仅具有跟踪速度快且跟踪精 度较高的优点，还具有较强的鲁棒性和较小的电磁辐射干扰。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 图1是现有技术单向全桥逆变电路示意图2是采用现有技术电流跟踪控制法的逆变电路的工作模式切换示意图； 图3是根据本发明实施例的逆变电路电桥工作模式的定时切换方法的循环示意图； 图4是根据本发明实施例的逆变电路电桥工作模式的定时切换时间分配示意图。
具体实施例方式在本发明的一个实施例中，以如图1所示的包含4个可控功率器件和4个二极管的单相全桥逆变电路为例进行说明。在该实施例中，一种逆变电路电桥工作模式的定时切 换方法，开始于步骤Si。在步骤Sl中，根据预设周期，在逆变电桥工作模式切换的两个时 亥IJ的中间点检测负载电流仁与给定电流ig的电流偏差值Δ 。例如，如图4所示，tl、t3、 t5……t2n+l为工作模式切换点，t0、t2、t4……t2n为Ai检测点，T= At= t2 - tO为 定时切换周期，即预设的时钟周期。当电流偏差值Ai为负时，执行步骤S2，否则执行步骤 S3。在步骤S2中，根据逆变电桥的前一状态工作模式进行当前状态工作模式的切 换。若逆变电桥前一状态工作模式为10模式，则根据前一零模式选择与前一零模式不同的 另一个零模式进行切换。例如，若前一零模式为00模式，则当前状态工作模式切换为11模 式。又例如，若前一零模式为11模式，则当前状态工作模式切换为00模式。若逆变电桥前 一状态工作模式不为10模式，例如是00模式或11模式，则当前状态工作模式切换为01模 式。在步骤S3中，根据逆变电桥的前一状态工作模式进行当前状态工作模式的切 换。若逆变电桥前一状态工作模式为01模式，则根据前一零模式选择与前一零模式不同的 另一个零模式进行 切换。例如，若前一零模式为00模式，则当前状态工作模式切换为11模 式。又例如，若前一零模式为11模式，则当前状态工作模式切换为00模式。若逆变电桥前 一状态工作模式不为01模式，例如是00模式或11模式，则当前状态工作模式切换为10模 式。在本发明的其它实施例中，本发明所提供的逆变电路电桥工作模式的定时切换方 法还可以用于控制其它任意合适的逆变电路。图3是根据本发明实施例的逆变电路电桥工作模式的定时切换方法的循环示意 图。如图3所示，GM为逆变电桥的工作模式。在该实施例中，在每个工作模式切换周期内 循环执行上述步骤。本发明为了避免功率器件换向时所产生的干扰，在功率器件换向的两个时刻的中 间点进行电流偏差值Ai的检测。本发明引进了零工作模式，每次只有一个功率器件进行 切换，当需要在两个非零工作模式进行切换时，必须并一定要通过零工作模式，换言之，两 个非零工作模式进行切换时，需要两个时钟周期才能完成。采用本发明所提供的逆变电路 电桥工作模式的定时切换方法来控制逆变电源，不仅继承了现有技术定时切换控制方法具 有较好的鲁棒性和快速的电流跟随特性的优点，还可以有效地减小dv/dt与di/dt的值，使 逆变电源具有较好的电磁兼容性。另外，本发明均衡地使用了两个零模式，即均衡地使用了 所有功率器件，减小了切换时功率器件的动态损耗，延长了功率器件的使用寿命。虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离 本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材 料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具 体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
权利要求
一种逆变电路电桥工作模式的定时切换方法，其特征在于，包括以下步骤S1．根据预设周期检测负载电流il与给定电流ig的电流偏差值Δi，当电流偏差值Δi为负时，执行步骤S2，否则执行步骤S3；S2. 若逆变电桥前一状态工作模式为10模式，则切换为零模式，否则切换为01模式；S3. 若逆变电桥前一状态工作模式为01模式，则切换为零模式，否则切换为10模式。
2.根据权利要求1所述的逆变电路电桥工作模式的定时切换方法，其特征在于，步骤 Sl中，在逆变电桥工作模式切换的两个时刻的中间点检测电流偏差值Ai。
3.根据权利要求1所述的逆变电路电桥工作模式的定时切换方法，其特征在于，步骤 S2中，需要切换为零模式时，若前一零模式为00模式，则切换为11模式。
4.根据权利要求1所述的逆变电路电桥工作模式的定时切换方法，其特征在于，步骤 S2中，需要切换为零模式时，若前一零模式为11模式，则切换为00模式。
5.根据权利要求1所述的逆变电路电桥工作模式的定时切换方法，其特征在于，步骤 S3中，需要切换为零模式时，若前一零模式为00模式，则切换为11模式。
6.根据权利要求1所述的逆变电路电桥工作模式的定时切换方法，其特征在于，步骤 S3中，需要切换为零模式时，若前一零模式为11模式，则切换为00模式。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的逆变电路电桥工作模式的定时切换方法，其特 征在于，所述逆变电路电桥工作模式的定时切换方法用于控制包含4个可控功率器件和4 个二极管的单相全桥逆变电路。
全文摘要
本发明涉及逆变电源领域，尤其涉及一种逆变电路电桥工作模式的定时切换方法。本发明公开了一种逆变电路电桥工作模式的定时切换方法，包括以下步骤S1．根据预设周期检测负载电流il与给定电流ig的电流偏差值Δi，当电流偏差值Δi为负时，执行步骤S2，否则执行步骤S3；S2.若逆变电桥前一状态工作模式为10模式，则切换为零模式，否则切换为01模式；S3.若逆变电桥前一状态工作模式为01模式，则切换为零模式，否则切换为10模式。本发明可以使逆变电源装置不仅具有跟踪速度快且跟踪精度较高的优点，还具有较强的鲁棒性和较小的电磁辐射干扰。
文档编号H02M7/5387GK101958661SQ20101051325
公开日2011年1月26日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者戴建华 申请人:深圳市科奥信电源技术有限公司