一种多电平逆变器PWM脉冲生成方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种逆变器PWM脉冲生成方法及装置，本发明专利技术利用三相多电平逆变器的开关管高频互补的特点，仅利用DSP控制单元中的三个PWM外设单元输出PWM高频信号，检测控制单元根据检测到的预设数量的GPIO接口输出的电平信号的当前状态，确定所在相中当前高频互补的两个开关管为待处理开关管，并将PWM高频信号分配给该待处理开关管中的任一个，对该PWM高频信号取反后发送给该待处理开关管的另一个，同时，根据预设的不同开关周期内多电平逆变器开关管状态与输出电平的对应关系，保持其他开关管的状态不变即可，由此可见，与现有技术相比，本申请节省了实现多电平逆变器PWM脉冲输出的DSP外设单元的数量，大大降低了对逆变器进行电平数扩展的难度。

【技术实现步骤摘要】
一种多电平逆变器PWM脉冲生成方法及装置
本专利技术主要涉及脉冲宽度调制
，更具体地说是涉及一种多电平逆变器PWM脉冲生成方法及装置。
技术介绍
近年来随着新能源、分布式发电技术快速发展，多电平逆变器尤其是三电平逆变器和五电平逆变器获得了广泛的应用，在实际应用中，通常采用脉宽调制(Pulse-WidthModulation，PWM)技术实现多电平逆变器控制，其中，该逆变器的电平数越多所需的PWM脉冲输出数量越多，相应的PWM脉冲发波的方式也越复杂。在现有技术中，通常是单独使用C2000系列的DSP(DigitalSignalProcessing，数字信号处理)芯片中的PWM外设单元实现占空比与三角载波的增减比较，以输出相应的PWM脉冲信号，其中，该系列的DSP芯片的PWM外设单元总共有12路PWM输出。对于具有12个开关管的三相三电平逆变器，虽然将该DSP芯片的全部PWM外设单元用上，能够实现该三相三电平逆变器的PWM脉冲输出，但其无法对逆变器的电平数进行扩展；对于电平数更多的逆变器，如具有24个开关管的三相五电平逆变器，单独使用该系列的DSP芯片将无法实现该三相五电平逆变器的PWM脉冲输出。由此可见，对于目前广泛应用的多电平逆变器，在保证其PWM脉冲可靠输出的同时有效节省DSP芯片的PWM外设单元，以降低对逆变器电平数的扩展难度成为亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种多电平逆变器PWM脉冲生成方法及装置，解决了现有技术中实现多电平逆变器PWM脉冲输出的DSP外设单元紧缺的问题。为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：一种多电平逆变器PWM脉冲生成方法，应用于一种逆变器PWM脉冲生成装置，所述装置包括相连的DSP控制单元和检测控制单元，所述方法包括：利用所述DSP控制单元中预设的三个PWM外设单元输出PWM高频信号；将所述PWM高频信号输送至所述检测控制单元；由所述检测控制单元检测所述DSP控制单元中预设数量的GPIO接口输出的电平信号；根据所述电平信号的当前状态，确定所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管；将与所在相对应的PWM外设单元输出的PWM高频信号发送给所述待处理开关管中的第一个开关管；对与所在相对应的PWM外设单元输出的PWM高频信号取反；将取反后的PWM高频信号发送给所在相的所述待处理开关管中的第二个开关管；在同一工频周期内，保持所在相中除所述待处理开关管之外的开关管的状态不变，其中，所述除所述待处理开关管之外的开关管的状态是根据预设的各相对应的GPIO接口的输出电平信号与各开关管状态的对应关系确定的。优选的，当所述逆变器为三相三电平逆变器时，所述预设数量的GPIO接口具体为三个GPIO接口，且所述三个GPIO接口与所述逆变器各相一一对应；则所述根据所述电平信号的当前状态，确定所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管具体为：根据每一个所述GPIO接口输出得到电平信号的当前状态，确定所述GPIO接口所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管。优选的，当所述逆变器为三相四电平逆变器或三相五电平逆变器时，所述预设数量的GPIO接口具体为六个GPIO接口；则所述根据所述电平信号的当前状态，确定所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管具体为：根据与所述逆变器每一相一一对应的两个GPIO接口输出的电平信号的当前状态，确定所述两个GPIO接口所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管。优选的，所述GPIO接口输出的电平信号的当前状态具体是通过所述PWM高频信号和预存的三角载波信号的关系确定的。优选的，每一个所述工频周期包括多个开关周期，每经过一个所述开关周期所述待处理开关管中的两个开关管的状态切换一次，则所述将取反后的PWM高频信号发送给所在相的所述待处理开关管中的第二个开关管之后，还包括：经过一个所述开关周期，将所述与所在相对应的PWM外设单元输出的PWM高频信号发送给所述待处理开关管中的第二个开关管；将对所述PWM高频信号取反后的信号发送给所在相的所述待处理开关管中的第一开关管。一种多电平逆变器PWM脉冲生成装置，包括：具有多个PWM外设单元和多个GPIO接口的DSP控制单元，以及与所述多个GPIO接口相连的检测控制单元，其中：所述DSP控制单元仅使用所述多个PWM外设单元中的预设的三个PWM外设单元输出PWM高频信号，并将所述PWM高频信号输送至所述检测控制单元；所述检测控制单元，检测所述多个GPIO接口中预设数量的GPIO接口输出的电平信号，根据所述电平信号的电平状态，确定所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管，并将与所在相对应的PWM外设单元输出的PWM高频信号发送给所述待处理开关管中第一个开关管，将该PWM高频信号取反后发送给所在相的所述待处理开关管中的第二个开关管，并在同一工频周期内，保持所在相中除所述待处理开关管之外的开关管的状态不变；其中，所述除所述待处理开关管之外的开关管的状态是根据预设的各相对应的GPIO接口的输出电平信号与各开关管状态的对应关系确定的。优选的，所述检测控制单元具体为CPLD控制单元。优选的，所述检测控制单元具体为FPGA控制单元。优选的，当所述逆变器为三相三电平逆变器时，所述预设数量的GPIO接口具体为三个GPIO接口，且所述三个GPIO接口与所述逆变器各相一一对应。优选的，当所述逆变器为三相四电平逆变器或三相五电平逆变器时，所述预设数量的GPIO接口具体为六个GPIO接口，且所述逆变器的每一相对应两个GPIO接口。由此可见，与现有技术相比，本申请提供了一种逆变器PWM(Pulse-WidthModulation，脉宽调制)脉冲生成方法及装置，本专利技术利用三相多电平逆变器的开关管高频互补的特点，仅利用DSP(DigitalSignalProcessing，数字信号处理)控制单元中的三个PWM外设单元输出PWM高频信号，并将其发送给检测控制单元，之后，由该检测控制单元根据检测到的预设数量的GPIO(GeneralPurposeInputOutput，通用输入/输出，又称总线扩展器)接口输出的电平信号的当前状态，确定所在相中当前高频互补的两个开关管为待处理开关管，此时，该检测控制单元只需将接收到的PWM高频信号分配给所在相的待处理开关管中的任一个(即第一开关管)，并将该PWM高频信号取反后发送给该待处理开关管的另一个(即第二开关管)，同时，根据预设的不同开关周期内多电平逆变器开关管状态与输出电平的对应关系，保持所在相中除所述待处理开关管之外的开关管的状态不变即可。由此可见，无论三相逆变器的电平数多大，本专利技术都仅占用DSP控制单元的三个PWM外设单元，与现有技术相比，大大节省了实现多电平逆变器PWM脉冲输出的DSP外设单元的数量，即解决了现有技术中实现多电平逆变器PWM脉冲输出的DSP外设单元紧缺的问题，且大大降低了对逆变器进行电平数扩展的难度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多电平逆变器PWM脉冲生成方法，其特征在于，应用于一种逆变器PWM脉冲生成装置，所述装置包括相连的DSP控制单元和检测控制单元，所述方法包括：利用所述DSP控制单元中预设的三个PWM外设单元输出PWM高频信号；将所述PWM高频信号输送至所述检测控制单元；由所述检测控制单元检测所述DSP控制单元中预设数量的GPIO接口输出的电平信号；根据所述电平信号的当前状态，确定所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管；将与所在相对应的PWM外设单元输出的PWM高频信号发送给所述待处理开关管中的第一个开关管；对与所在相对应的PWM外设单元输出的PWM高频信号取反；将取反后的PWM高频信号发送给所在相的所述待处理开关管中的第二个开关管；在同一工频周期内，保持所在相中除所述待处理开关管之外的开关管的状态不变，其中，所述除所述待处理开关管之外的开关管的状态是根据预存的各相对应的GPIO接口的输出电平信号与各开关管状态的对应关系确定的。

【技术特征摘要】
1.一种多电平逆变器PWM脉冲生成方法，其特征在于，应用于一种多电平逆变器PWM脉冲生成装置，所述装置包括相连的DSP控制单元和检测控制单元，且所述多电平逆变器具体为三相多电平逆变器，所述方法包括：利用所述DSP控制单元中预设的三个PWM外设单元输出PWM高频信号；将所述PWM高频信号输送至所述检测控制单元；由所述检测控制单元检测所述DSP控制单元中预设数量的GPIO接口输出的电平信号；根据所述电平信号的当前状态，确定所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管；将与所在相对应的PWM外设单元输出的PWM高频信号发送给所述待处理开关管中的第一个开关管；对与所在相对应的PWM外设单元输出的PWM高频信号取反；将取反后的PWM高频信号发送给所在相的所述待处理开关管中的第二个开关管；在同一工频周期内，保持所在相中除所述待处理开关管之外的开关管的状态不变，其中，所述除所述待处理开关管之外的开关管的状态是根据预存的各相对应的GPIO接口的输出电平信号与各开关管状态的对应关系确定的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述逆变器为三相三电平逆变器时，所述预设数量的GPIO接口具体为三个GPIO接口，且所述三个GPIO接口与所述逆变器各相一一对应；则所述根据所述电平信号的当前状态，确定所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管具体为：根据每一个所述GPIO接口输出得到电平信号的当前状态，确定所述GPIO接口所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述逆变器为三相四电平逆变器或三相五电平逆变器时，所述预设数量的GPIO接口具体为六个GPIO接口；则所述根据所述电平信号的当前状态，确定所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管具体为：根据与所述逆变器每一相一一对应的两个GPIO接口输出的电平信号的当前状态，确定所述两个GPIO接口所在相中当前高频互补的两个开关管作为待处理开关管。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述GPIO接口输出的电平信号的当前状态具体是通过所述PWM高频信号和预存的三角载波信号的关系确定的。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓迅，李浩源，梅晓东，韩志强，杨本和，申凯，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34