一种spwm控制的三相逆变器驱动方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种逆变器驱动方法，具体涉及一种SPWM控制的三相逆变器驱动方法。
【背景技术】
[0002]SPWM是指正弦波脉宽调制技术，在三相逆变器中均是采用此技术方法对六路IGBT开关管构成的逆变桥电路按照控制算法有规律的调制输出脉冲电压的宽度，使其按正弦波周期性变化，使得直流电压被变换成脉冲宽度按正弦规律变化的交流电压，脉冲电压在经过电机电感时，形成较平滑的正弦波电流，可驱动电机运转，实现电力的逆变和变频。
[0003]当前的技术方案在驱动IGBT开关管时，六路驱动信号由DSP控制器中的事件管理模块EV中3个带可编程死区控制的比较单元所产生的独立3对脉冲输出来驱动，每对输出是分别驱动同一相位的上下桥臂IGBT，上下桥的驱动信号在一定死区控制条件下取反，使得每个时间上只有一个IGBT开通，当其中一个IGBT关断后经过死区时间等待再开通另一个IGBT，交替驱动。从整个时间过程看两个驱动信号，除了上下桥换相时的死区时间是两个IGBT全部关断的低电平驱动信号外，其他时间上下两个IGBT驱动信号是互为相反的逻辑电平构成的脉冲。三相逆变的每一相均按上下桥互锁相反逻辑驱动，在整个逆变中每个IGBT受到严格按照相的载波频率输出的脉冲电压驱动着，无论当前此IGBT处于何种状态下，1K的载波条件下，每个IGBT在I秒钟时间内将被驱动信号控制开关1K次。这种对IGBT的驱动方法普遍用于各种逆变控制器中，无论其控制算法多么优越，电压空间矢量还是电流矢量算法，最终在同一相的上下桥驱动控制上均为此方式。
[0004]现有的缺点是，应用于逆变输出时，输出的脉冲电压最终经过感性负载后，形成连续的近似正弦波电流，在换相过程中，电流在感性负载中不能发生突变的情况下，IGBT总有一半的周期时间是处于反相续流导通中，此时IGBT的驱动门极的开关状态实际上无法控制其开通或关断(因为电流只会通过其反向并联的二极管，不会通过IGBT的导通沟道)，这样的开与关的驱动脉冲信号此时不仅对控制目标没有作用，反而每一次驱动都必须消耗驱动电路的功耗，每一次驱动的电压变化在电路板上可能对其他相近的电路产生耦合和干扰，IGBT的绝缘门极电荷的充放电过程同样产生一定的电能损耗，同时，续流过程中的电流会经过由小增大再由大减小的峰值变化过程，基于电流大小与产生的电场强度成正比的原理，电流的增大及峰值附近所产生的桥臂或环路干扰会叠加到本来处于续流状态的门极驱动信号上，且干扰程度随电流增加而增强，当正向叠加值高于驱动栅极耐受电压时就可能存在造成IGBT损坏的风险，这些问题都是在驱动电路设计时面临的风险和难点，尤其在更大功率的逆变电路设计上。
【发明内容】
[0005]为了克服上述缺点，本发明的目的在于提出一种SPWM控制的三相逆变器驱动方法，将处于反向续流状态的IGBT驱动信号屏蔽，可将一个正弦波周期的调制载波脉冲数减少接近一半，而逆变输出的控制性能不受影响；此方法降低了 IGBT驱动电路的驱动损耗和部分IGBT开关损耗的同时，还避免了上下桥驱动的相互耦合，以及在大电流产生的电磁辐射对驱动信号的正向叠加干扰而出现超出IGBT栅极最大耐受电压尖峰问题，提高逆变可靠性，尤其在大功率逆变器场合优势明显。
[0006]本发明公开一种spmi控制的三相逆变器驱动方法，所述三相逆变器具体包括:上桥臂、下桥臂，第一驱动模块，第二驱动模块;所述上桥臂与所述下桥臂具有相同的半导体功率开关器件、所述上桥臂与所述下桥臂的三相半导体功率开关器件的连接方式相同；所述第一驱动模块与所述上桥臂的开关器件的控制极相连接，所述第二驱动模块与所述下桥臂的开关器件的控制极相连接;所述上桥臂元器件的发射极与负载相连接；
[0007]获取上桥臂元器件发射极与下桥臂元器件集电极交汇处流出的电流I的电流强度和方向；
[0008]根据所述电流强度和方向，从所述第一驱动模块与所述第二驱动模块中确定需要处于工作状态的目标驱动模块；
[0009]生成控制所述目标驱动模块的使能信号；
[0010]将所述使能信号发送至所述目标驱动模块。
[0011 ]可选的，正方向为上桥臂电流流向负载侧，负方向为负载侧流向上桥臂的电流方向；所述根据所述电流强度和方向，从所述第一驱动模块与所述第二驱动模块中确定需要处于工作状态的目标驱动模块，具体包括:
[0012]分析所述电流强度和方向，得到分析结果;其中，第一方向为上桥臂元器件发射极与下桥臂元器件集电极交汇处流向负载侧的电流方向，第二方向为负载侧流向上桥臂元器件发射极与下桥臂元器件集电极交汇处的电流方向；
[0013]当所述分析结果表示所述方向为第一方向，并且所述电流强度大于设定值时，确定所述第一驱动模块为需要处于工作状态的目标驱动模块；
[0014]当所述分析结果表示所述方向为第二方向，并且所述电流强度大于设定值时，确定所述第二驱动模块为需要处于工作状态的目标驱动模块。
[0015]可选的，所述根据所述电流强度和方向，从所述第一驱动模块与所述第二驱动模块中确定需要处于工作状态的目标驱动模块，还包括:
[0016]当所述分析结果表示电流强度小于设定值时，确定所述第一驱动模块和第二驱动模块为需要处于工作状态的目标驱动模块。
[0017]一种SPffM控制的三相逆变器驱动装置，包括:
[0018]获取模块，用于获取上桥臂元器件发射极与下桥臂元器件集电极交汇处流出的电流I的电流强度和方向；判断模块，用于根据所述电流强度和方向，从所述第一驱动模块与所述第二驱动模块中确定需要处于工作状态的目标驱动模块;生成模块，用于生成控制所述目标驱动模块的使能信号;发送模块，用于将所述使能信号发送至所述目标驱动模块。
[0019]可选的，还包括:
[0020]分析模块，用于分析所述电流强度和方向，得到分析结果;第一执行确定模块，用于当所述分析结果表示所述方向为第一方向，并且所述电流强度大于设定值时，确定所述第一驱动模块为需要处于工作状态的目标驱动模块;第二执行模块，用于当所述分析结果表示所述方向为第二方向，并且所述电流强度大于设定值时，确定所述第二驱动模块为需要处于工作状态的目标驱动模块。
[0021 ]可选的，还包括:第三执行模块，用于所述分析结果表示电流强度小于设定值时，确定所述第一驱动模块和第二驱动模块为需要处于工作状态的目标驱动模块。
[0022]一种SPffM控制的三相逆变器驱动电路，三个桥臂，桥臂包括上桥臂和下桥臂，第一驱动模块，第二驱动模块;上桥臂包括三极管、二极管，二极管的阴极与三极管的集电极相连，阳极与三极管的发射极相连;上桥臂的三极管的发射极与下桥臂的三极管的集电极相连接;第一驱动模块与上桥臂的开关器件的控制极相连接，第二驱动模块与下桥臂的开关器件的控制极相连接;上桥臂元器件的发射极与负载相连接;上桥臂与下桥臂具有相同的半导体功率开关器件，上桥臂与下桥臂的半导体功率开关器件的连接方式相同。
[0023]采用本发明SPWM控制的三相逆变器驱动方法及装置，将续流状态下的IGBT驱动模块屏蔽封锁，使之一直处于关断低电平状态，相当于此时驱动电路进入休眠状态，直到续流过程临近结束时才再次开启唤醒这一核心思想;通过输出的电流传感器对当前电流极性的检测，来实现对具体某个IGBT是否应该进入休眠的判断，不仅减小了驱动电路损耗，提高系统逆变效率，而且极大降低了驱动电路热损坏和IGBT栅极击穿的风险。
[0024]另外，本申请的驱动方法在电流过零点附近取一定安全裕量，即设定值，在此范围内不让驱动电路进入休眠，因过零点的电流较小，对外干扰也较小，此方式保证了本发明方法的稳定性，不会让驱动电路在IGBT的续流即将开始和即将结束的临界点上出现反复启动和休眠的跳跃转换。
【附图说明】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0026]图1为本发明的SPffM控制的三相逆变器驱动方法的流程图；
[0027]图2为本发明的系统结构不意图；
[0028]图3为本发明的实现SPffM控制的三相逆变器驱动装置结构图。
[0029]附图标号:
[0030]K第一驱动模块2.第二驱动模块 3.上桥臂 4.下桥臂
[0031]5.获取模块6.判断模块7.生成模块 8.发送模块
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本申请的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释发明，并非用于限定本发明的范围。
[0033]一种SPffM控制的三相逆变器驱动方法，其特征在于，所述三相逆变器具体包括:上桥臂、下桥臂，第一驱动模块，第二驱动模块;所述上桥臂与所述下桥臂具有相同的三相半导体功率开关器件、所述上桥臂与所述下桥臂的三相半导体功率开关器件的连接方式相同；所述第一驱动模块与所述上桥臂的开关器件的控制极相连接，所述第二驱动模块与所述下桥臂的开关器件的控制极相连接;所述上桥臂元器件的发射极与负载相连接；
[0034]图1为本发明的SPWM