一种功率模块控制方法与流程

本发明涉及功率模块控制，尤其涉及一种功率模块控制方法。

背景技术：

1、在三电平逆变器领域，需求功率模块出流能力越来越高，对igbt的利用率越来越极限，要提升功率模块的出流能力时，采用不连续脉宽调制，通过减小模块功率损耗方式提高输出能力。

2、当前dpwm有0,1,2,3,4,5,max,min等6种不同的实现方式，如图1所示，6种发波在不同扇区采用不同状态的小矢量实现，根据小矢量的选取可以将dpwm0和dpwm2、dpwm1和dpwm3、dpwm4和dpwm5、dpwmmax和dpwmmin看成是互补的。单独这8种发波方式每一种都会造成直流母线不均衡，对软件控制上造成很大问题，影响整个逆变器系统的控制稳定性。因此怎样抑制直流母线波动是更好使用dpwm发波的前提，当前主要有以下方式：

3、方案一：硬件上增加母线电容容量；

4、方案二：母线电压控制采用滞环控制，采样正负母线电容上的电压，对该电压做差值，通过电压差值来切换互补的发波方式；

5、上述方案一也会大大增加硬件成本，因此在工程上不采用，当前主要采用的是方案二，但是对于方案二额外的切换过程会造成额外的开关损耗，且对母线电压控制效果不佳。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提出一种功率模块控制方法，该功率模块控制方法提高模块出流能力，降低功率模块损耗且不增加额外的开关损耗，提高模块输出能力的方法，减小母线电压波动。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种功率模块控制方法，控制器发波作用在功率模块上，该发波采用两种互补的dpwm发波进行载波周期切换，抑制功率模块母线电压波动。

3、优选地，所述功率模块为逆变器功率模块或者整流器功率模块。

4、优选地，所述dpwm发波的发波方式包括dpwm0、dpwm1、dpwm2、dpwm3、dpwm4、dpwm5、dpwmmax和dpwmmin，所述dpwm发波的发波方式都为五段发波，各种dpwm发波方式的差异为在不同的扇区采用不同的p型小矢量或者是n型小矢量。

5、优选地，所述p型小矢量为三电平状态为poo/ppo/opo/opp/oop/pop的小矢量，所述n型小矢量为三电平状态为onn/oon/non/noo/nno/ono的小矢量。

6、优选地，所述dpwm0和dpwm2在同一扇区面积中，选取的小矢量是相反的；所述dpwm1和dpwm3在同一扇区面积中，选取的小矢量是相反的；所述dpwm4和dpwm5在同一扇区面积中，选取的小矢量是相反的。

7、优选地，所述步骤“各种dpwm发波方式的差异为在不同的扇区采用不同的p型小矢量或者是n型小矢量”具体为：对于dpwm0，在0°～60°、120°～180°、240°～300°采用n型小矢量，其他扇区面积采用p相小矢量；对于dpwm1，在-30°～30°、90°～150°、210°～270°采用n型小矢量，其他扇区面积采用p型小矢量；对于dpwm2，在0°～60°、120°～180°、240°

8、～300°采用p型小矢量，其他扇区面积采用n相小矢量；对于dpwm3，在-30°～30°、90°～150°、210°～270°采用p型小矢量，其他扇区面积采用n型小矢量；对于dpwm4，在30°～60°、90°～120°、150°～180°、210°～240°、270°～300°、330°

9、～360°采用n相小矢量，其他扇区面积采用p相小矢量；对于dpwm5，在30°～60°、90°～120°、150°～180°、210°

10、～240°、270°～300°、330°～360°采用p相小矢量，其他扇区面积采用n相小矢量；对于dpwmmax，在整个扇区面积都采用p型小矢量；对于dpwmmin，在整个扇区面积都采用n型小矢量。

11、优选地，所述dpwm0和dpwm2是互补的；所述dpwm1和dpwm3是互补的；所述dpwm4和dpwm5是互补的；所述dpwmmax和dpwmmin是互补的。

12、优选地，所述步骤“该发波采用两种互补的dpwm发波进行载波周期切换，抑制功率模块母线电压波动”具体为：在上一个载波周期采用dpwm1,则下一载波周期采用dpwm3，下下一个载波周期再切换为dpwm1，依次循环反复；或者在上一个载波周期采用dpwm0,则下一载波周期采用dpwm2，下下一个载波周期再切换为dpwm0，依次循环反复；或者在上一个载波周期采用dpwm4,则下一载波周期采用dpwm5，下下一个载波周期再切换为dpwm4，依次循环反复；或者在上一个载波周期采用dpwmmax,则下一载波周期采用dpwmmin，下下一个载波周期再切换为dpwmmax，依次循环反复。

13、优选地，在一个dpwm发波中，对于正半周调制波，采用三角载波波谷进行两种dpwm切换；在负半周调制波，采用三角载波波峰进行两种dpwm切换；同时将正半周调制波及负半周调制波整合起来采用载波反向层叠。

14、采用上述方法之后，控制器发波作用在功率模块上，该发波采用两种互补的dpwm发波进行载波周期切换，抑制功率模块母线电压波动；该功率模块控制方法提高模块出流能力，降低功率模块损耗且不增加额外的开关损耗，提高模块输出能力的方法，减小母线电压波动。

技术特征：

1.一种功率模块控制方法，其特征在于，控制器发波作用在功率模块上，该发波采用两种互补的dpwm发波进行载波周期切换，抑制功率模块母线电压波动。

2.根据权利要求1所述的功率模块控制方法，其特征在于，所述功率模块为逆变器功率模块或者整流器功率模块。

3.根据权利要求1所述的功率模块控制方法，其特征在于，所述dpwm发波的发波方式包括dpwm0、dpwm1、dpwm2、dpwm3、dpwm4、dpwm5、dpwmmax和dpwmmin，所述dpwm发波的发波方式都为五段发波，各种dpwm发波方式的差异为在不同的扇区采用不同的p型小矢量或者是n型小矢量。

4.根据权利要求1所述的功率模块控制方法，其特征在于，所述p型小矢量为三电平状态为poo/ppo/opo/opp/oop/pop的小矢量，所述n型小矢量为三电平状态为onn/oon/non/noo/nno/ono的小矢量。

5.根据权利要求3所述的功率模块控制方法，其特征在于，所述dpwm0和dpwm2在同一扇区面积中，选取的小矢量是相反的；所述dpwm1和dpwm3在同一扇区面积中，选取的小矢量是相反的；所述dpwm4和dpwm5在同一扇区面积中，选取的小矢量是相反的。

6.根据权利要求5所述的功率模块控制方法，其特征在于，所述步骤“各种dpwm发波方式的差异为在不同的扇区采用不同的p型小矢量或者是n型小矢量”具体为：对于dpwm0，在0°～60°、120°～180°、240°～300°采用n型小矢量，其他扇区面积采用p相小矢量；对于dpwm1，在-30°～30°、90°～150°、210°～270°采用n型小矢量，其他扇区面积采用p型小矢量；对于dpwm2，在0°～60°、120°～180°、240°～300°采用p型小矢量，其他扇区面积采用n相小矢量；对于dpwm3，在-30°～30°、90°～150°、210°～270°采用p型小矢量，其他扇区面积采用n型小矢量；对于dpwm4，在30°～60°、90°～120°、150°～180°、210°～240°、270°～300°、330°～360°采用n相小矢量，其他扇区面积采用p相小矢量；对于dpwm5，在30°～60°、90°～120°、150°～180°、210°～240°、270°～300°、330°～360°采用p相小矢量，其他扇区面积采用n相小矢量；对于dpwmmax，在整个扇区面积都采用p型小矢量；对于dpwmmin，在整个扇区面积都采用n型小矢量。

7.根据权利要求5所述的功率模块控制方法，其特征在于，所述dpwm0和dpwm2是互补的；所述dpwm1和dpwm3是互补的；所述dpwm4和dpwm5是互补的；所述dpwmmax和dpwmmin是互补的。

8.权利要求5所述的功率模块控制方法，其特征在于，所述步骤“该发波采用两种互补的dpwm发波进行载波周期切换，抑制功率模块母线电压波动”具体为：在上一个载波周期采用dpwm1,则下一载波周期采用dpwm3，下下一个载波周期再切换为dpwm1，依次循环反复；或者在上一个载波周期采用dpwm0,则下一载波周期采用dpwm2，下下一个载波周期再切换为dpwm0，依次循环反复；或者在上一个载波周期采用dpwm4,则下一载波周期采用dpwm5，下下一个载波周期再切换为dpwm4，依次循环反复；或者在上一个载波周期采用dpwmmax,则下一载波周期采用dpwmmin，下下一个载波周期再切换为dpwmmax，依次循环反复。

9.根据权利要求1所述的功率模块控制方法，其特征在于，在一个dpwm发波中，对于正半周调制波，采用三角载波波谷进行两种dpwm切换；在负半周调制波，采用三角载波波峰进行两种dpwm切换；同时将正半周调制波及负半周调制波整合起来采用载波反向层叠。

技术总结
本发明公开了一种功率模块控制方法，该发波采用两种互补的DPWM发波进行载波周期切换，抑制功率模块母线电压波动；该功率模块控制方法提高模块出流能力，降低功率模块损耗且不增加额外的开关损耗，提高模块输出能力的方法，减小母线电压波动。

技术研发人员：贾宇,周党生,童炎,姜圳,王武华
受保护的技术使用者：深圳市禾望电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/21