本發(fā)明涉及一種具有交錯模式的變頻電路及其偏差抑制的方法。

背景技術(shù)：

在變頻空調(diào)機的變頻控制回路中，有一種稱作交錯模式的FULL PAM控制方式。如圖1所示，該控制方式的電路包含二極管整流橋DB，用于將交流電整流為直流電，第一電抗器L₁、第一二極管D₁和第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁組成第一升壓斬波電路，第二電抗器L₂、第二二極管D₂和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂組成第二升壓斬波電路，電抗器用于改善功率因數(shù)，二極管用于將交流電整流為直流電，使波形更平滑，絕緣柵雙極型晶體管起到無觸點開關(guān)的作用，第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂交替導通，第一升壓斬波電路、第二升壓斬波電路和電容器C組成PAM(脈沖幅度調(diào)制)回路，電容器C使直流電壓更加平滑，智能功率模塊IPM用于驅(qū)動空調(diào)壓縮機馬達MC，輸入智能功率模塊的是直流電壓及控制信號，輸出的是可變頻可變壓的電源。

在第一電抗器L₁和第二電抗器L₂的電感量相等的情況下，譬如：L₁＝L₂＝100μH，則當?shù)谝唤^緣柵雙極型晶體管Q₁導通時，集電極和發(fā)射極兩端的電壓波形V_L1、當?shù)诙^緣柵雙極型晶體管Q₂導通時，集電極和發(fā)射極兩端的電壓波形V_L2和電容器C兩端的電壓波形V_DC如圖2所示，電壓波形V_DC是均勻的。但是第一電抗器L₁和第二電抗器L₂的電感量是有公差范圍的，公差范圍一般是±10％，所以第一電抗器L₁和第二電抗器L₂的電感量總存在偏差的，譬如：L₁＝100μH，L₂＝110μH的情況下，第一電抗器L₁兩端的電壓波形V_L1、第二電抗器L₂兩端的電壓波形V_L2和電容器C兩端的電壓波形V_DC如圖3所示，第一電抗器L₁和第二電抗器L₂二者的參數(shù)偏差會使母線電壓V_DC產(chǎn)生紋波(ripple)，從而使輸入到壓縮機的電壓不安定，造成壓縮機噪音大、振動大，另外會造成一次電流畸變，諧波增加，造成EMC評價中的諧波電流評價不合格。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種具有交錯模式的變頻電路及其偏差抑制的方法，通過調(diào)整絕緣柵雙極型晶體管的導通時間，有效降低了由于電抗器的電感量差異而造成的母線電壓紋波，使母線電壓V_DC的波形均勻平滑，保證輸入到壓縮機的電壓穩(wěn)定，從而降低了壓縮機的噪音振動，所形成的V_DC變得平滑了，電壓更安定了，有效改善壓縮機噪音、振動問題及諧波電流問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種具有交錯模式的變頻電路，包含：

電源U；

二極管整流橋DB，其電性連接電源U，用于將交流電整流為直流電；

第一升壓斬波電路，其包含第一電抗器L₁、第一二極管D₁和第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁，第一電抗器L₁的一端電性連接二極管整流橋DB的第一輸出端a，另一端電性連接第一二極管D₁的正極端，第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁的集電極電性連接第一二極管D₁的正極端，發(fā)射極電性連接二極管整流橋DB的第二輸出端b；

第二升壓斬波電路，其包含第二電抗器L₂、第二二極管D₂和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂，第二電抗器L₂的一端電性連接二極管整流橋DB的第一輸出端a，另一端電性連接第二二極管D₂的正極端，第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的集電極電性連接第二二極管D₂的正極端，發(fā)射極電性連接二極管整流橋DB的第二輸出端b；

電容器C，其一端電性連接第一二極管D₁和第二二極管D₂的負極端，另一端電性連接二極管整流橋DB的第二輸出端b，用于使直流電壓更加平滑；

智能功率模塊IPM，其兩個輸入端并聯(lián)連接在電容器C兩端，輸出端連接空調(diào)壓縮機馬達MC，用于驅(qū)動空調(diào)壓縮機馬達MC；

控制器MICOM，其一個輸入端連接在電容器C兩端，用于獲取電容器C兩端的母線電壓V_DC，其兩個輸出端分別電性連接第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁的門極和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的門極，用于為絕緣柵雙極型晶體管提供驅(qū)動信號。

所述的具有交錯模式的變頻電路還包含：變換回路，其兩個輸入端并聯(lián)連接在電容器C兩端，其輸出端電性連接控制器MICOM，用于將采集到的母線電壓值按比例縮小后提供給控制器MICOM。

本發(fā)明還提供一種具有交錯模式的變頻電路的偏差抑制方法，包含以下步驟：

步驟S1、開啟電源U，控制器MICOM分別對第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂提供交錯模式的驅(qū)動信號；

施加在第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁門極和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂門極上的驅(qū)動信號脈沖的相位相差1/2波幅，導通時間相同，發(fā)生頻率相同；

步驟S2、控制器MICOM測量電容器C兩端的母線電壓V_DC，并對該母線電壓V_DC進行傅里葉演算；

步驟S3、控制器MICOM將母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值進行比較，如果傅里葉演算值與標準值相等，則維持目前對第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂提供的驅(qū)動信號的導通時間不變，如果傅里葉演算值的偶數(shù)次的數(shù)值大于標準值，則進行步驟S4；

步驟S4、控制器MICOM調(diào)整第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁或第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的導通時間，直至母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值相等。

控制器MICOM調(diào)整第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁或第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的導通時間的方法包含以下步驟：

控制器MICOM降低第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁或第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的導通時間，如果母線電壓V_DC的偶數(shù)次的傅里葉演算值逐漸減小接近標準值，則繼續(xù)降低第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁或第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的導通時間，直至母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值相等，如果母線電壓V_DC的偶數(shù)次的傅里葉演算值變大，則控制器MICOM提高第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁或第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的導通時間，直至母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值相等。

選擇對變頻電路進行偏差抑制的時間點，該時間點選擇在電源投入后立即進行偏差抑制，或者選擇在空調(diào)壓縮機啟動前進行偏差抑制。

本發(fā)明還提供一種具有交錯模式的變頻電路，包含：

電源U；

二極管整流橋DB，其電性連接電源U，用于將交流電整流為直流電；

多個升壓斬波電路，每個升壓斬波電路都包含電抗器、二極管和絕緣柵雙極型晶體管，電抗器的一端電性連接二極管整流橋DB的第一輸出端a，另一端電性連接二極管的正極端，絕緣柵雙極型晶體管的集電極電性連接二極管的正極端，發(fā)射極電性連接二極管整流橋DB的第二輸出端b；

電容器C，其一端電性連接每個升壓斬波電路的二極管的負極端，另一端電性連接二極管整流橋DB的第二輸出端b，用于使直流電壓更加平滑；

智能功率模塊IPM，其兩個輸入端并聯(lián)連接在電容器C兩端，輸出端連接空調(diào)壓縮機馬達MC，用于驅(qū)動空調(diào)壓縮機馬達MC；

控制器MICOM，其一個輸入端連接在電容器C兩端，用于獲取電容器C兩端的母線電壓V_DC，其輸出端分別電性連接每個升壓斬波電路的絕緣柵雙極型晶體管的門極，用于為絕緣柵雙極型晶體管提供驅(qū)動信號。

所述的具有交錯模式的變頻電路還包含：變換回路，其兩個輸入端并聯(lián)連接在電容器C兩端，其輸出端電性連接控制器MICOM，用于將采集到的母線電壓值按比例縮小后提供給控制器MICOM。

本發(fā)明還提供一種具有交錯模式的變頻電路的偏差抑制方法，包含以下步驟：

步驟S1、開啟電源U，控制器MICOM分別對每個升壓斬波電路的絕緣柵雙極型晶體管提供交錯模式的驅(qū)動信號；

施加在每個升壓斬波電路的絕緣柵雙極型晶體管的門極上的驅(qū)動信號脈沖的相位相差1/n波幅，n為升壓斬波電路的數(shù)量，導通時間相同，發(fā)生頻率相同；

步驟S2、控制器MICOM測量電容器C兩端的母線電壓V_DC，并對該母線電壓V_DC進行傅里葉演算；

步驟S3、控制器MICOM將母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值進行比較，如果傅里葉演算值與標準值相等，則維持目前對每個升壓斬波電路的絕緣柵雙極型晶體管提供的驅(qū)動信號的導通時間不變，如果傅里葉演算值的偶數(shù)次的數(shù)值大于標準值，則進行步驟S4；

步驟S4、控制器MICOM調(diào)整每個升壓斬波電路的絕緣柵雙極型晶體管的導通時間，直至母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值相等。

控制器MICOM調(diào)整每個升壓斬波電路的絕緣柵雙極型晶體管的導通時間的方法包含以下步驟：

控制器MICOM降低任意一個升壓斬波電路的絕緣柵雙極型晶體管的導通時間，如果母線電壓V_DC的偶數(shù)次的傅里葉演算值逐漸減小接近標準值，則繼續(xù)降低任意一個升壓斬波電路的絕緣柵雙極型晶體管的導通時間，直至母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值相等，如果母線電壓V_DC的偶數(shù)次的傅里葉演算值變大，則控制器MICOM提高任意一個升壓斬波電路的絕緣柵雙極型晶體管的導通時間，直至母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值相等。

選擇對變頻電路進行偏差抑制的時間點，該時間點選擇在電源投入后立即進行偏差抑制，或者選擇在空調(diào)壓縮機啟動前進行偏差抑制。

本發(fā)明通過調(diào)整絕緣柵雙極型晶體管的導通時間，有效降低了由于電抗器的電感量差異而造成的母線電壓紋波，使母線電壓V_DC的波形均勻平滑，保證輸入到壓縮機的電壓穩(wěn)定，從而降低了壓縮機的噪音振動，所形成的VDC變得平滑了，電壓更安定了，有效改善壓縮機噪音、振動問題及諧波電流問題。

附圖說明

圖1是背景技術(shù)中交錯模式變頻電路的電路圖。

圖2和圖3是圖1中電路的電壓波形示意圖。

圖4是本發(fā)明提供一種具有交錯模式的變頻電路的電路圖。

圖5是本發(fā)明提供的一種具有交錯模式的變頻電路的偏差抑制方法的流程圖。

圖6是絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動信號脈沖示意圖。

圖7是母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值的對比圖表。

圖8和圖9是調(diào)節(jié)絕緣柵雙極型晶體管導通時間的示意圖。

具體實施方式

以下根據(jù)圖4～圖9，具體說明本發(fā)明的較佳實施例。

如圖4所示，本發(fā)明提供一種具有交錯模式的變頻電路，包含：

電源U；

二極管整流橋DB，其電性連接電源U，用于將交流電整流為直流電；

第一升壓斬波電路，其包含第一電抗器L₁、第一二極管D₁和第一絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)Q₁，第一電抗器L₁的一端電性連接二極管整流橋DB的第一輸出端a，另一端電性連接第一二極管D₁的正極端，第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁的集電極電性連接第一二極管D₁的正極端，發(fā)射極電性連接二極管整流橋DB的第二輸出端b；

第二升壓斬波電路，其包含第二電抗器L₂、第二二極管D₂和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂，第二電抗器L₂的一端電性連接二極管整流橋DB的第一輸出端a，另一端電性連接第二二極管D₂的正極端，第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的集電極電性連接第二二極管D₂的正極端，發(fā)射極電性連接二極管整流橋DB的第二輸出端b；

電容器C，其一端電性連接第一二極管D₁和第二二極管D₂的負極端，另一端電性連接二極管整流橋DB的第二輸出端b，用于使直流電壓更加平滑；

智能功率模塊IPM，其兩個輸入端并聯(lián)連接在電容器C兩端，輸出端連接空調(diào)壓縮機馬達MC，用于驅(qū)動空調(diào)壓縮機馬達MC；

控制器MICOM，其一個輸入端連接在電容器C兩端，用于獲取電容器C兩端的母線電壓V_DC，其兩個輸出端分別電性連接第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁的門極和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的門極，用于為絕緣柵雙極型晶體管提供驅(qū)動信號；

由于母線電壓V_DC的電壓值為280V-310V左右，控制器MICOM不可能直接檢測這么大的電壓值，因此本發(fā)明還設(shè)置變換回路，其兩個輸入端并聯(lián)連接在電容器C兩端，用于獲取電容器C兩端的母線電壓V_DC，其輸出端電性連接控制器MICOM，用于將采集到的母線電壓值按比例縮小后提供給控制器MICOM；本實施例中，該變換回路可采用分壓電阻，按照100:1進行分壓變換。

電源U提供的交流電壓經(jīng)過二極管整流橋DB整流后變?yōu)橹绷麟妷海坏谝簧龎簲夭娐放c第二升壓斬波電路通過控制器MICOM的控制進行交替工作，經(jīng)二極管整流橋DB獲取的直流電壓分別通過第一升壓斬波電路、第二升壓斬波電路的交替處理后，經(jīng)過電容器C，使得該電容器C兩端的直流電壓更加平滑，并將該直流電壓輸入智能功率模塊IPM，驅(qū)動空調(diào)壓縮機馬達MC。

如圖5所示，本發(fā)明提供一種具有交錯模式的變頻電路的偏差抑制方法，具體包含以下步驟：

步驟S1、開啟電源U，控制器MICOM分別對第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂提供交錯模式的驅(qū)動信號；

如圖6所示，施加在第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁門極和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂門極上的驅(qū)動信號脈沖的相位相差1/2波幅，導通時間T1和T2相同，發(fā)生頻率相同(取20kHz～30kHz范圍內(nèi)某一值)；

步驟S2、控制器MICOM測量電容器C兩端的母線電壓V_DC，并對該母線電壓V_DC進行傅里葉演算；

步驟S3、控制器MICOM將母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值進行比較，如果傅里葉演算值與標準值相等，則維持目前對第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁和第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂提供的驅(qū)動信號的導通時間不變，如果傅里葉演算值的偶數(shù)次的數(shù)值大于標準值，則進行步驟S4；

如圖7所示，如果第一升壓斬波電路中的第一電抗器L₁和第二升壓斬波電路中的第二電抗器L₂的容量不一致的話，母線電壓V_DC的偶數(shù)次的傅里葉演算值(右側(cè))會變大，大于標準值(左側(cè))；

步驟S4、控制器MICOM調(diào)整第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁或第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的導通時間，直至母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值相等；

以調(diào)整第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁的導通時間為例，說明調(diào)整步驟：

步驟S4.1、控制器MICOM降低第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁的導通時間(如圖8所示，先將第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁的導通時間降低為原來的98％)，如果母線電壓V_DC的偶數(shù)次的傅里葉演算值逐漸減小接近標準值，則繼續(xù)降低第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁的導通時間，直至母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值相等，如果母線電壓V_DC的偶數(shù)次的傅里葉演算值變大，則進行步驟S4.2；

步驟S4.2、控制器MICOM提高第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁的導通時間(如圖9所示，先將第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁的導通時間提高為原來的102％)，直至母線電壓V_DC的傅里葉演算值與標準值相等。

調(diào)整第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的導通時間的方法與調(diào)整第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁的導通時間的方法一樣。

對母線電壓V_DC進行傅里葉演算及第一絕緣柵雙極型晶體管Q₁或第二絕緣柵雙極型晶體管Q₂的導通時間的調(diào)整，可以有2種方式：電源投入(空調(diào)機接入電源)后立即進行；或在壓縮機起動前進行。

本發(fā)明提供的一種具有交錯模式的變頻電路還可以設(shè)置多個升壓斬波電路，每個升壓斬波電路的結(jié)構(gòu)與上文所述的第一升壓斬波電路和第二升壓斬波電路相同，都包含電抗器、二極管和絕緣柵雙極型晶體管，控制器MICOM為每個升壓斬波電路中的絕緣柵雙極型晶體管提供驅(qū)動信號，驅(qū)動信號脈沖之間的相位相差1/n波幅，n為升壓斬波電路的數(shù)量(例：2個升壓斬波電路：1/2,3個升壓斬波電路:1/3)，導通時間相同，發(fā)生頻率相同。設(shè)置了多個升壓斬波電路的變頻電路的偏差抑制方法也與具有兩個升壓斬波電路的變頻電路的偏差抑制方法的原理一致，控制器MICOM分別導通每個升壓斬波電路中的絕緣柵雙極型晶體管，測量電容器兩端的母線電壓V_DC，并對該母線電壓V_DC進行傅里葉演算，如果母線電壓V_DC的偶數(shù)次的傅里葉演算值變大，則按照上文所述方法調(diào)整升壓斬波電路中的絕緣柵雙極型晶體管的導通時間。

本發(fā)明通過調(diào)整絕緣柵雙極型晶體管的導通時間，有效降低了由于電抗器的電感量差異而造成的母線電壓紋波，使母線電壓V_DC的波形均勻平滑，保證輸入到壓縮機的電壓穩(wěn)定，從而降低了壓縮機的噪音振動，所形成的VDC變得平滑了，電壓更安定了，有效改善壓縮機噪音、振動問題及諧波電流問題。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。