逆变器的信号控制电路的制作方法

本实用新型涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种逆变器的信号控制电路。

背景技术：

逆变器就是一种将低压直流电转变为高压交流电的电子设备，目前的逆变器普遍存在输出交流电信号畸变的问题，这是因为逆变器主要由若干开关管构成，为了避免同一桥臂的两个开关管发生直通，故在逆变器的开关管的驱动信号间设置有一个死区时间，保证开关管的开通时有一个安全时间，该死区时间使得逆变器开关管的开通时间小于关断时间，使得在死区时间时逆变器的在过零区域的输出交流电信号得不到驱动控制信号的控制，使输出交流电信号产生畸变，影响逆变器的稳定性。

技术实现要素：

基于此，本实用新型提出一种逆变器的信号控制电路，可避免逆变器的输出交流电信号产生畸变。

一种逆变器的信号控制电路，包括：脉宽调制器、加法器、第一减法器、死区逻辑控制器以及信号发生器；

所述第一减法器的第一输入端以及第二输入端分别与逆变器的输出端以及所述信号发生器的输出端连接，所述第一减法器的输出端与所述加法器的第一输入端连接，所述加法器的第二输入端与所述信号发生器的输出端连接，所述加法器的输出端与所述脉宽调制器的输入端连接，所述脉宽调制器的输出端与所述死区逻辑控制器输入端连接，所述死区逻辑控制器的第一输出端以及第二输出端与逆变器的第一开关管以及第二开关管连接；

所述逆变器的输出信号以及所述信号发生器的标准正弦信号经由所述第一减法器相减，得到的信号差值以及所述标准正弦信号经由所述加法器相加，相加值传输至所述脉宽调制器，所述脉宽调制器输出脉冲信号，经由所述死区逻辑控制器分为双相脉冲信号，分别传输至所述逆变器第一开关管的基极以及第二开关管的基极。

上述逆变器的信号控制电路包括：脉宽调制器、加法器、第一减法器、死区逻辑控制器以及信号发生器，所述逆变器的输出信号以及产生标准正弦信号的信号发生器的标准正弦信号经由所述第一减法器相减，相减得到的信号差值以及所述标准正弦信号经由加法器相加，相加得到的信号以及三角载波发生器产生的三角载波信号传输至所述脉宽调制器，所述脉宽调制器输出脉冲信号，该脉冲信号作为驱动控制信号，通过所述死区逻辑控制器传输至所述逆变器的开关管的基极，控制所述逆变器的开关管的通断。本实用新型的逆变器的信号控制电路为一个闭环反馈电路，将逆变器的输出信号与标准正弦信号经由所述第一减法器相减，相减得到的信号差值通过加法器补偿至所述标准正弦信号，作用于脉宽调制器获取驱动控制信号，补偿信号以及标准正弦信号经脉宽调制器脉宽调制后，与死区逻辑器因加入死区时间而使驱动控制信号减小的脉宽相互抵消，从而得到较为理想的驱动控制信号，最后通过该较为理想的驱动控制信号控制所述逆变器的开关管的通断，以及控制逆变器的输出信号波形，使得逆变器的输出交流电信号在死区时间时得到驱动控制信号的控制，减小甚至避免输出交流电信号的畸变，保证逆变器的稳定性。

附图说明

图1为一个实施例中的逆变器的信号控制电路的结构示意图；

图2为另一个实施例中的逆变器的信号控制电路的结构示意图；

图3为又一个实施例中的逆变器的信号控制电路的结构示意图；

图4为再一个实施例中的逆变器的信号控制电路的结构示意图；

图5为再一个实施例中的逆变器的信号控制电路的结构示意图；

图6为一个实施例中的T型逆变器结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为一种逆变器的信号控制电路的结构示意图，图1中的逆变器的信号控制电路包括：脉宽调制器10、加法器20、第一减法器30、死区逻辑控制器40以及信号发生器50；

所述第一减法器30的第一输入端以及第二输入端分别与逆变器的输出端以及所述信号发生器的50输出端连接，所述第一减法器的输出端与所述加法器的第一输入端连接，所述加法器20的第二输入端与所述信号发生器50的输出端连接，所述加法器20的输出端与所述脉宽调制器10的输入端连接，所述脉宽调制器10的输出端与所述死区逻辑控制器40输入端连接，所述死区逻辑控制器40的第一输出端以及第二输出端与逆变器的第一开关管以及第二开关管连接；

所述逆变器的输出信号以及所述信号发生器50的标准正弦信号经由所述第一减法器30相减，得到的信号差值以及所述标准正弦信号经由所述加法器20相加，相加值传输至所述脉宽调制器10，所述脉宽调制器10输出脉冲信号，经由所述死区逻辑控制器40分为双相脉冲信号，分别传输至所述逆变器第一开关管的基极以及第二开关管的基极。

上述逆变器的信号控制电路包括：脉宽调制器(简称PWM)、加法器、第一减法器、死区逻辑控制器以及信号发生器，所述逆变器的输出信号以及产生标准正弦信号的信号发生器的标准正弦信号经由所述第一减法器相减，相减得到的信号差值以及所述标准正弦信号经由加法器相加，相加得到的信号以及三角载波发生器产生的三角载波信号传输至所述脉宽调制器，所述脉宽调制器输出脉冲信号，该脉冲信号作为驱动控制信号，通过所述死区逻辑控制器传输至所述逆变器的开关管的基极，控制所述逆变器的开关管的通断。本实用新型的逆变器的信号控制电路为一个闭环反馈电路，将逆变器的输出信号与标准正弦信号经由所述第一减法器相减，相减得到的信号差值通过加法器补偿至所述标准正弦信号，作用于脉宽调制器获取驱动控制信号，补偿信号以及标准正弦信号经脉宽调制器脉宽调制后，与死区逻辑器因加入死区时间而使驱动控制信号减小的脉宽相互抵消，从而得到较为理想的驱动控制信号，最后通过该较为理想的驱动控制信号控制所述逆变器的开关管的通断，以及控制逆变器的输出信号波形，使得逆变器的输出交流电信号在死区时间时得到驱动控制信号的控制，减小甚至避免输出交流电信号的畸变，保证逆变器的稳定性。

下面通过一个具体实例来说明。

获取的信号发生器的标准正弦信号为标准正弦电压信号时，所述第一减法器获取标准正弦电压信号和逆变器的输出电压信号，计算所述输出电压信号与所述标准正弦电压信号的电压差值，加法器将所述电压差值叠加至所述标准正弦电压信号，然后脉宽调制器将叠加后的所述标准正弦电压信号转换为所述逆变器的驱动控制信号。该具体实例中的逆变器的死区补偿设备，只需要将反馈电压叠加到控制电压，可实时运算，简单有效，无需要增加额外的硬件采样电路，容易实现且不会增加系统成本。

一个实施例中，所述死区逻辑控制器为数字信号处理器。

本实用新型的逆变器的信号控制电路，将逆变器的输出电压或电流信号实时反馈到标准电压或电流信号上，反馈电压进行比例控制叠加到控制电压，采用数字信号处理器(简称DSP)进行实时运算，可及时的对驱动控制信号进行死区处理，提高了逆变器工作的可靠性。

一个实施例中，请参阅图2，所述逆变器的信号控制电路，还包括：第一比例控制器60，所述第一比例控制器60与所述第一减法器30的输出端以及所述加法器20的输入端连接；

所述第一减法器30产生的所述信号差值经由所述第一比例控制器60传输至所述加法器。

第一比例控制器可为增益放大器，用于对第一减法器产生的差值进行增益补偿，通过所述第一比例控制器对信号差值进行比例控制得到补偿信号，然后通过加法器将该补偿信号叠加至标准正弦信号，只需要将反馈电压进行比例控制叠加到控制电压，可实时运算，简单有效，无需要增加额外的硬件采样电路，容易实现且不会增加系统成本。

所述第一比例控制器的比例参数可调，优选为0到1之间，因为实际上逆变器的输出电压信号或电流信号会存在采样误差，若死区补偿增益参数太大就会将采样误差反应到最后逆变器的输出电压或电流波形上，导致波形纹波增加，使电压或电流谐波增加，会导致输出电压或电流的畸变更严重。因此，所述死区补偿增益参数的取值范围为0到1之间，范围合理，既对所述输出信号与所述标准正弦信号的差值进行了增益补偿，又不会将采样误差反应到最后逆变器的输出电压或电流波形上。

一个实施例中，请参阅图3，所述逆变器的信号控制电路，还包括：低通滤波器70，所述低通滤波器70与所述逆变器的输出端以及所述第一减法器的第一输入端连接；

逆变器的输出信号经由所述低通滤波器70传输至所述第一减法器30。

所述第一减法器获取逆变器输出信号后，例如获取的为逆变器输出电压后，为避免高频振荡，将检测的输出电压经过数字低通滤波器进行滤波，然后与标准正弦电压进行比较，通过所述第一将减法器将输出电压和标准正弦电压相减得到的差值通过第一比例控制器进行比例控制之后，作为补偿电压信号，通过加法器将所述补偿电压信号叠加至标准正弦电压信号中。

一个实施例中，请参阅图4，所述逆变器的信号控制电路，还包括：第二减法器80、第三减法器90、第一比例积分控制器100和第二比例控制器110；

所述信号发生器为标准正弦电压信号发生器；

所述第二减法器80的第一输入端以及第二输入端分别连接所述逆变器的电压输出端以及所述标准正弦电压信号发生器的输出端，所述第二减法器80的输出端连接所述第一比例积分控制器100的输入端，所述第三减法器90的第一输入端以及第二输入端分别连接所述第一比例积分控制器100的输出端以及所述逆变器的电流输出端，所述第三减法器90的输出端与所述第二比例控制器110的输入端连接，所述第二比例控制器110的输出端与所述加法器20的第二输入端以及所述第一减法器30的第二输入端连接；

所述标准正弦电压信号发生器产生的标准正弦电压信号与逆变器的输出电压信号经由所述第二减法器80相减，得到的电压信号差值经过第一比例积分控制器100比例积分并通过第三减法器90与所述逆变器的输出电流信号相减，相减得到的电流信号差值经由所述第二比例控制器110进行比例控制后得到的电压信号输出至所述加法器20以及所述第一减法器30。

所述第二减法器计算所述参考电压信号与所述逆变器的输出电压信号的电压差值，所述第一比例积分控制器对所述电压差值进行比例积分控制后得到的是电流信号，然后所述第三减法器对获取的电流信号与所述电压差值进行比例积分控制后得到的电流信号相减，相减得到是电流信号，第二比例控制器对相减得到的电流信号进行比例控制，得到是电压信号，将该比例控制后得到的电压信号作为标准正弦电压信号。所述加法器将获取的补偿电压信号叠加到该标准正弦电压信号后，通过脉宽调制器转换为所述逆变器的驱动控制信号，控制逆变器的开关管的通断，从而进一步控制逆变器的输出电压。在对于电压电流双闭环控制逆变器的开关管的通断的过程中，参考电压信号为理想电压信号，电压环采用比例积分控制器，电流环采用比例控制，双环控制下逆变器的输出信号为电压参考信号，对于电压电流双闭环控制逆变器，通过所述逆变器的死区补偿设备在进行电压电流双环控制后，通过反馈电路进行死区补偿，通过逆变器输出反馈的电压信号调整标准正弦电压信号，将死区引起的逆变器的输出电压信号的畸变直接补偿到标准正弦电压信号中，最终可避免逆变器的输出交流电信号产生畸变简单有效，容易实现。

一个实施例中，请参阅图5，所述逆变器的信号控制电路，还包括：第四减法器120、第五减法器130、第二比例积分控制器140和第三比例控制器150；

所述信号发生器为标准正弦电流信号发生器；

所述第四减法器120的第一输入端以及第二输入端分别连接所述逆变器的电流输出端以及所述标准正弦电流信号发生器的输出端，所述第四减法器120的输出端与第三比例控制器150的输入端连接，所述第五减法器130的第一输入端以及第二输入端分别与所述第三比例控制器150的输出端以及所述逆变器的电压输出端连接，所述第五减法器130的输出端与所述第二比例积分控制器140的输入端连接，所述第二比例积分控制器140的输出端与所述加法器20的第二输入端以及所述第一减法器30的第二输入端连接；

所述标准正弦电流信号发生器产生的标准正弦电流信号与逆变器的输出电流信号经由所述第四减法器120相减，得到的电流信号差值经过第三比例控制器150比例控制后输出至所述第五减法器130，与所述逆变器的输出电压信号相减，通过所述第五减法器130相减得到的电压信号差值经由第二比例积分控制器140比例积分后得到的电流信号输出至所述加法器20以及所述第一减法器30。

所述第四减法器计算所述参考电流信号与所述逆变器的输出电流信号的电流差值，所述第三比例控制器对所述电流差值进行比例控制后得到电压信号，然后所述第五减法器对比例控制后电压信号与逆变器的输出电压信号相减，相减得到是电压信号，对相减得到的电压信号进行比例积分控制，得到电流信号，将该比例积分控制后得到的电流信号作为标准正弦电流信号。所述加法器将获取的补偿电流信号叠加到该标准正弦电流信号后，通过脉宽调制器转换为所述逆变器的驱动控制信号，控制逆变器的开关管的通断，从而进一步控制逆变器的输出电流。

一个实施例中，所述逆变器为T型逆变器。

逆变器为将低压直流电转变为高压交流电的电子设备，逆变器主要由开关管构成。为避免逆变器中同一桥臂的两个开关管发生直通，需在开关管的驱动信号间设置有一个死区时间，保证开关管的开通时有一个安全时间，死区时间可根据需要设置，但死区时间可设置的小一些，具体可设置死区时间小于5μs。

一个实施例中，请参阅图6，所述T型逆变器包括：钳位支路、主开关管模块、第一直流电源和第二直流电源；

所述钳位支路包括第一钳位开关管200和第二钳位开关管201；

所述主开关管模块包括第一开关管202和第二开关管203；

所述第一钳位开关管200和第二钳位开关管201分别与死区逻辑控制器的第一输出端和第二输出端连接(图未示)，第一开关管202和第二开关管203的基极分别与死区逻辑控制器的第一输出端和第二输出端连接(图未示)，所述第一钳位开关管200的射极与第二钳位开关管201的射极连接，所述第一钳位开关管200的集电极接地，并与第一直流电源的阴极和第二直流电源的阳极连接，所述第二钳位开关管201的集电极与第一开关管202的射极和第二开关管203的集电极相互连接，所述第二钳位开关管201的集电极与第一开关管202的射极以及第二开关管203的集电极与滤波模块连接，所述第一开关管202的集电极与第一直流电源的阳极连接，所述第二开关管203的射极与第二直流电源的阴极连接。

所述T型三电平电路利用一组钳位开关管组成双向开关，实现了对主开关管的钳位功能，仅通过加入一条钳位支路便实现了由两电平电路到三电平电路的改进。

一个实施例中，所述脉宽调制器为正弦脉宽调制器。

所述脉宽调制器可为正弦脉宽调制器，正弦脉宽调制器是用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使得逆变器输出的电压的面积与所期望得到输出的正弦波(标准正弦波)在相应区间内的面积相等。加入补偿信号的标准正弦信号可经过脉宽调制器/正弦脉宽调制器进行正弦脉宽调制，脉宽调制器/正弦脉宽调制器根据补偿信号的大小调整标准正弦信号经脉宽调制/正弦脉宽调制产生的脉冲信号的脉宽，可抵消受死区时间影响而减小的脉宽，得到产生较为理想的驱动控制信号，使得逆变器的输出交流电信号在死区时间时得到较为理想的驱动控制信号的控制，从而减小甚至消除输出电信号的畸变。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能组合都进行描述，然而只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。