降低电力变流器中噪声的控制系统及开关电力变流器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种降低电力变流器中噪声的控制系统及开关电力变流器。其中，所述电力变流器包括开关装置，所述开关装置与直流电源耦合并在设定的切换频率提供交流输出，所述控制系统包含：控制器，所述控制器被配置为在每个切换周期内，在提供有限电压输出的活跃配置与提供零电压输出的非活跃配置之间切换所述开关装置；其中，在每个切换周期内，所述开关装置处于活跃配置的总时长与处于非活跃配置的总时长之间的比率相同，且该比率由所需的交流输出电压决定；以及其中，在每个切换周期内，所述开关装置至少有两个处于非活跃配置的时间段，且其在所述至少两个时间段之间的比率在每个切换周期都不同。
【专利说明】降低电力变流器中噪声的控制系统及开关电力变流器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种降低电力变流器开关装置中噪声的控制系统以及开关电力变流器。
【背景技术】
[0002]图1为众所周知的三相电力逆变器100，用于将直流电源101转换为交流输出103。逆变器100包括三个独立的相:200、300和400。每一相都包括两个串联的开关:相200包括串联的开关200a和200b，相300包括串联的开关300a和300b，相400包括串联的开关400a和400bο开关200a,300a和400a与正轨105相连，开关200b,300b和400b与负轨107相连。图1中所示的每个开关都是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。当然，也可使用任何其它具有快速切换功能的开关。
[0003]通过对上述六个开关的开关状态的结合，可以在交流输出103上产生正弦输出电流。但是，必须对逆变器100进行控制，以避免同一相的两个开关同时处于打开状态，由此确保直流电源101不会发生短路现象。因此，当200a处于打开状态时，200b应处于关闭状态，反之亦然；当300a处于打开状态时，300b应处于关闭状态，反之亦然；当400a处于打开状态时，400b应处于关闭状态，反之亦然。由此可知，有八个开关矢量可供逆变器选择，如表1所示。表1中的矢量值分别为三个上层开关200a、300a和400a的状态及与之相对的三个下层开关200b、300b和400b的状态，其中上层开关的状态与下层开关的状态相反，以避免直流电源发生短路现象。
[0004]表1
[0005]
【权利要求】
1.一种降低电力变流器中噪声的控制系统，所述电力变流器包括开关装置，所述开关装置与直流电源耦合并在设定的切换频率提供交流输出，所述控制系统包含:控制器，所述控制器被配置为在每个切换周期内，在提供有限电压输出的活跃配置与提供零电压输出的非活跃配置之间切换所述开关装置； 其中，在每个切换周期内，所述开关装置处于活跃配置的总时长与处于非活跃配置的总时长之间的比率相同，且该比率由所需的交流输出电压决定；以及 其中，在每个切换周期内，所述开关装置至少有两个处于非活跃配置的时间段，且其在所述至少两个时间段之间的比率在每个切换周期都不同。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述开关装置在每个切换周期处于非活跃配置的至少两个时间段之间的比率根据每个切换周期生成的随机序列不同而变化；所述随机序列包含256个元素。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述电力变流器包含三相电力逆变器；所述三相电力逆变器的开关装置中至少一个是绝缘栅双极型晶体管IGBT。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述开关装置处于非活跃配置的至少两个时间段之间的比率倾向于其中选定开关在所述三相电力逆变器的每一相均打开的配置。
5.一种开关电力变流器包含: 开关装置，所述开关装置与直流电源耦合且在设定的切换频率提供交流输出；以及 控制器，所述控制器根据调制方案切换所述开关装置，所述控制器被配置为在每个切换周期内，在提供有限电压输出的活跃配置与提供零电压输出的非活跃配置之间切换所述开关装置； 其中，在每个切换周期内，所述开关装置处于活跃配置的总时长与处于非活跃配置的总时长之间的比率相同，且该比率由所需的交流输出电压决定；和 其中，在每个切换周期内，所述开关装置至少有两个处于非活跃配置的时间段，且其在所述两个时间段之间的比率在每个切换周期都不同。
6.根据权利要求5所述的开关电力变流器，其特征在于，所述开关装置在每个切换周期处于非活跃配置的至少两个时间段之间的比率根据每个切换周期生成的随机序列不同而变化；所述随机序列包含256个元素。
7.根据权利要求5或6所述的开关电力变流器，其特征在于，所述开关电力变流器包含三相电力逆变器；所述三相电力逆变器的开关装置中至少一个是绝缘栅双极型晶体管IGBT。
8.根据权利要求7所述的开关电力变流器，其特征在于，所述开关装置处于非活跃配置的至少两个时间段之间的比率倾向于其中选定开关在所述三相电力逆变器的每一相均打开的配置。
【文档编号】H02M7/537GK203574532SQ201320503259
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2012年8月20日
【发明者】西蒙·大卫·哈特 申请人:控制技术有限公司