驱动电源转换系统的方法、电源转换系统、及开关控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于控制电源转换器的方法和控制系统，该方法和控制系统通过 调制电源转换器的开关设备中的开关信号实现，并且特别电源转换器中开关信号的调制。
【背景技术】
[000引图1示出了众所周知的用于转换直流值C)电101至交流（AC)输出103的H相电 源逆变器100,此交流输出然后可连接至负载（未示出）。该逆变器包括逆变器切换网络 102,逆变器切换网络102包括H个独立的相200, 300,400 (也分别称为相U，V，W)。每一相 包含两个串联的开关：相200/U中的200a，200b ;相300/V中的300a，300b ;和相400/W中 的400a，400b。开关200a，300a，和400a连接至正轨105 (也可称为"上"开关），开关20化， 300b，和40化连接至负轨107(也可称为"下"开关）。在图1中，每个开关是一个IGBT(绝 缘栅双极型晶体管），并且，对于每一个IGBT，可看出与一个反并行的二极管并联。然而， 具有快速切换功能的任何开关可被使用。控制系统108 (例如处理器）提供驱动信号P，q， r (和反向信号P'，q'，r')控制开关200a，200b，300a，300b，400a，400b的切换来控制逆变 器100的交流输出。一个例子示出在US2012/0075892中。
[0003] 通过组合六个开关的开关状态，可在交流输出端103产生正弦输出电流。但是，为 了同一时间位于同一相位的两个开关不同时开启，逆变器100必须被控制，该样直流源101 才不会短路。因此，如果200a处于打开状态，那么20化必须处于关闭状态，反之亦然；如果 300a处于打开状态，那么30化必须处于关闭状态，反之亦然；如果400a处于打开状态，那 么40化必须处于关闭状态，反之亦然。该导致逆变器有八种可能的切换矢量，如表1所示。 在表1中，矢量值是H个上开关200a，300a，400a的状态，H个下开关20化，300b，40化必然 处于相反状态W避免直流源短路。
[0004] 表 1
[0005]
【主权项】
1. 一种驱动电源转换系统的方法，其特征在于，所述电源转换系统包括；直流源和逆 变器，所述逆变器禪合至所述直流源，并被配置为接收来自于所述直流源的直流电源，所述 逆变器包括一个或多个交流端子和逆变器切换网络，所述一个或多个交流端子用于W输出 频率供给交流电，所述逆变器切换网络包括用于将直流电转换成交流电的多个逆变器开 关；所述方法包括： 根据选定的切换顺序，将控制信号施加到所述逆变器切换网络上，其中，对应于需求矢 量当前所处的切换方案中的期望部分施加切换顺序，所述切换方案对应于空间矢量调制方 案中的所述需求矢量，在所述空间矢量调制方案中，静态活跃矢量在外围，静态零矢量在原 占. ;、、、 ? 存储多个同步切换方案，在所述多个同步切换方案中，对于单独的切换周期，逆变器切 换网络中至少两相的每一相中的开关从第一状态同时切换至第二状态，所述逆变器切换网 络中至少一个其它相的相应开关处于给定状态，并且，所述至少两相的每一相中的开关从 第二状态同时切换至第一状态，所述至少一个其它相的开关处于所述给定状态；W及 在低输出频率时，根据与所述静态活跃矢量有关的所述需求矢量的位置，通过应用所 述多个同步切换方案中的第一同步切换方案来实施同步切换顺序。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括；在低输出频率时，根据与所述静 态活跃矢量有关的所述需求矢量的位置，通过所述多个同步切换方案中的第一同步切换方 案和所述多个同步切换方案中的第二同步切换方案来施加同步切换顺序。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括；在所述第一同步切换方案和所述 第二同步切换方案之间交替。
4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，还包括；从存储信息中读取所述第一 同步切换方案和所述第二同步切换方案的实施顺序。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信息存储在查找表里。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，实施的同步切换方案是为得到在当前需 求矢量之前的静态矢量的同步切换方案。
7. 根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述低输出频率是指在OHz与 10化之间的输出频率。
8. 根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述低输出频率是指在0化与2Hz 之间的输出频率。
9. 根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述电源转换系统是H相电源转 换系统，所述逆变器切换网络的每一相包括两个转换开关，有六个静态活跃矢量在外围，两 个静态零矢量在原点，W及有六种同步切换方案。
10. 根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，还包括：为每一个同步切换方案 生成等量的相电压。
11. 根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，在不同的同步切换方案之间实施 不同的相电压量值。
12. -种电源转换系统，其特征在于，包括： 直流源； 逆变器，所述逆变器连接至所述直流源，并被配置为接收来自于所述直流源的直流电 源，所述逆变器包括一个或多个交流端子和逆变器切换网络，所述交流端子用于w输出频 率供给交流电，所述逆变器开关网络包括用于将直流电转换成交流电的多个转换开关；W 及 开关控制器，设置用于根据选定的切换顺序，对所述逆变器切换网络实施控制信号，其 中所述开关控制器设置用于对应于需求矢量当前所处的切换方案中的需要部分实施切换 顺序，所述切换方案对应于空间矢量调制方案中的所述需求矢量，在所述空间矢量调制方 案中，静态活跃矢量在外围，静态零矢量在原点； 其中，所述开关控制器设置用于存储同步切换方案，在所述同步切换方案中，对于一个 单独的切换周期，逆变器切换网络中至少两相的每一个中的开关从第一状态同时切换至第 二状态，所述逆变器切换网络中至少一个其它相的相应开关处于指定状态，并且，所述至少 两相的每一个中的开关从第二状态同时切换至第一状态，所述至少一个其它相的开关处于 指定状态；和 其中，所述开关控制器被设置为：在低频率时，依赖与所述静态活跃矢量有关的所述需 求矢量的位置，通过应用所述同步切换方案中的第一同步切换方案来实施同步切换顺序。
13. -种用于电源转换系统的开关控制器，所述电源转换系统包括直流源和逆变器，所 述逆变器连接至所述直流源，并被配置为接收来自于所述直流源的直流电源，所述逆变器 包括一个或多个交流端子和逆变器切换网络，所述交流端子用于W输出频率供给交流电， 所述逆变器切换网络包括用于将直流电转换成交流电的多个转换开关；其中， 所述开关控制器被设置为；在使用中，根据选定的切换顺序，将控制信号施加到所述逆 变器切换网络上，其中，对应于需求矢量当前所处的切换方案中的需要部分施加切换顺序， 所述切换方案对应于空间矢量调制方案中的所述需求矢量，在所述空间矢量调制方案中， 静态活跃矢量在外围，静态零矢量在原点； 其中，所述开关控制器设置用于存储同步切换方案，在所述同步切换方案中，对于一个 单独的切换周期，逆变器切换网络中至少两相的每一相中的开关从第一状态同时切换至第 二状态，所述逆变器切换网络中至少一个其它相的相应开关处于给定状态，并且，所述至少 两相的每一相中的开关从第二状态同时切换至第一状态，所述至少一个其它相的开关处于 指定状态；W及 其中，所述开关控制器被设置为：在低频率时，根据与所述静态活跃矢量有关的所述需 求矢量的位置，通过应用所述同步切换方案中的第一同步切换方案来实施同步切换顺序。
【专利摘要】提供了驱动电源转换系统的方法、电源转换系统、及开关控制器。该系统包括彼此耦合的直流源和逆变器，逆变器接收来自直流源的直流电源，并包括交流端子和逆变器开关网络，交流端子用于以输出频率供给交流电，逆变器开关网络包括用于将直流电转换成交流电的多个转换开关。该方法包括：根据选定切换顺序，将控制信号施加到逆变器切换网络上，其中对应于需求矢量当前所处的切换方案中的需要部分实施切换顺序，切换方案对应于空间矢量调制方案中的需求矢量，在空间矢量调制方案中，静态活跃矢量在外围，静态零矢量在原点；存储多个同步切换方案；在低输出频率时，根据与静态活跃矢量有关的需求矢量的位置，通过应用第一同步切换方案实施同步切换顺序。
【IPC分类】H02M7-537
【公开号】CN104638964
【申请号】CN201410645714
【发明人】西蒙·大卫·哈特, 安东尼·约翰·韦伯斯特
【申请人】控制技术有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年11月12日
【公告号】EP2871767A2, US20150131351