桥式电路中电流方向侦测之装置及方法

摘要

本发明系关于PWM转换器或逆变器中电流方向侦测之装置及方法，PWM转换器或逆变器中具有至少一上臂及下臂，每一臂包括具有一反向并联二极体之开关装置。其中，该等开关装置跨压之大小及极性系根据流经该等开关装置之电流方向而定，其中该电流方向系藉由于一触发讯号之导通周期内对该跨压取样而知悉。于小电流的运作情况中，该取样电压值对比于该电流大小而言相当大，并且易于被监别。此外，本发明亦提供用以获得一负载电流与一输出电压之间之相位角，并藉以判断该输出电流是否为0或包括直流(DC)成份之方法。因此，本方法可提供一高精确度之电流方向侦测之装置及方法。伍、(一)、本案代表图为：第_三_图(二)、本案代表图之元件代表符号简单说明：301、302：电子开关303、304、305、403、404、416：二极体306、406：负载307、415：电阻308、408：比较器309、409：隔离器310、410：取样器311、411：相位电桥312：电流侦测装置Udc：第一DC电源之一端 Vde：电流侦测装置312之输出 Vcc：高电压准位 PWM1：开关装置301之闸驱动讯号 PWM4：开关装置302于其闸驱动讯号

主权项

1.一种电流方向侦测装置,具有至少一藉由串联之电子开关所形成一相位电桥,该等电子开关包含一开关装置并联一反向二极体,一第一节点位于串联之电子开关之间用以电连接一负载,该相位电桥之一端电连接至一第一DC电源之一端,而该电桥之另一端电连接至该第一DC电源之另一端,包括:一二极体,具有一阴极端电连接至该第一节点;一电阻,具有一端电连接至该二极体之一阳极端以形成一第二节点,而其另一端电连接至一第二DC电源;以及一比较器,具有一输入端电连接至该二极体之该阳极,以及另一输入端电连接至一预定电压准位,其中该第一节点之电流方向系由该比较器之一输出讯号所决定。2.如申请专利范围第1项之电流方向侦测装置,该电流方向侦测装置系应用于一逆变器。3.如申请专利范围第1项之电流方向侦测装置,该电流方向侦测装置系应用于一转换器。4.如申请专利范围第1项之电流方向侦测装置,其中当该电流流出该第一节点时,该比较器之该输出讯号为一高电准位,而该电流流入该第一节点时,该比较器之该输出讯号为一低电准位。5.如申请专利范围第1项之电流方向侦测装置,其中该电流流出该第一节点时,该比较器之该输出讯号为一低电准位,而该电流流入该第一节点时,该比较器之该输出讯号为一高电准位。6.如申请专利范围第4或5项之电流方向侦测装置,其中该电流方向侦测装置更包括一取样器,其输入端电连接于该比较器之一输出端,且当该相位电桥之一下臂开关装置之一闸驱动讯号致能期间,执行一取样动作。7.如申请专利范围第6项之电流方向侦测装置,其中该电流方向侦测装置更包括一隔离器电连接于该比较器之该输出端与该取样器之该输入端之间。8.如申请专利范围第6项之电流方向侦测装置,其中于该相位电桥之一上臂开关装置之一闸驱动讯号截上期间执行一取样动作。9.如申请专利范围第1项之电流方向侦测装置,其中该相位电桥包括一上臂开关装置以及一下臂开关装置。10.如申请专利范围第9项之电流方向侦测装置,其中该电流方向侦测装置更包括一讯号识别装置电连接于该二极体之该阳极,用以依据该相位电桥之一闸驱动讯号,藉由识别该第二节点之该电压序列之一低准位电压而输出一电流侦测讯号。11.如申请专利范围第1项之电流方向侦测装置,其中当一电压方向已知,则获得一激磁电压与一输出电流之间之一相位角。12.如申请专利范围第1项之电流方向侦测装置,其中该电流方向侦测装置侦测该输出电流是否具有一DC成份。13.一种电流方向侦测装置,具有至少一藉由串联之电子开关所形成一相位电桥,该等电子开关包含一开关装置并联一反向二极体,一第一节点位于串联之电子开关之间用以电连接一负载,该相位电桥之一端电连接至一第一DC电源之一端,而该电桥之另一端电连接至该第一DC电源之另一端,包括:一二极体,具有一阴极端电连接至一第二DC电源;一电阻,具有一端电连接至该等电子开关之间之该第一节点,而其另一端电连接至该二极体之一阳极端以形成一第二节点;以及一比较器,其一输入端电连接至该第二节点,以及另一输入端电连接至一预定电压准位,其中该第一节点之电流方向系由该比较器之一输出讯号所决定。14.如申请专利范围第13项之电流方向侦测装置,该电流方向侦测装置系应用于一逆变器。15.如申请专利范围第13项之电流方向侦测装置,该电流方向侦测装置系应用于一转换器。16.如申请专利范围第13项之电流方向侦测装置,其中当该电流流出该第一节点时,该比较器之该输出讯号为一高电准位,而该电流流入该第一节点时,该比较器之该输出讯号为一低电准位。17.如申请专利范围第13项之电流方向侦测装置,其中该电流流出该第一节点时,该比较器之该输出讯号为一低电准位,而该电流流入该第一节点时,该比较器之该输出讯号为一高电准位。18.如申请专利范围第16或17项之电流方向侦测装置,其中该电流方向侦测装置更包括一取样器,其输入端电连接于该比较器之一输出端,且当该相位电桥之一下臂开关装置之一闸驱动讯号致能期间,执行一取样动作。19.如申请专利范围第18项之电流方向侦测装置,其中该电流方向侦测装置更包括一隔离器电连接于该比较器之该输出端与该取样器之该输入端之间。20.如申请专利范围第18项之电流方向侦测装置,其中于该相位电桥之一上臂开关装置之一闸驱动讯号截止期间执行一取样动作。21.如申请专利范围第13项之电流方向侦测装置,其中当一电压方向已知,则获得一激磁电压与一输出电流之间之一相位角。22.如申请专利范围第13项之电流方向侦测装置,其中该电流方向侦测装置侦测该输出电流是否具有一DC成份。23.一种电流方向侦测方法,应用于具有串联之电子开关之一相位电桥,每一该电子开关包含一开关装置并联一反向二极体,一第一节点位于串联之电子开关之间用以电连接一负载,该相位电桥之一端电连接至一第一DC电源之一端,而该电桥之另一端电连接至该第一DC电源之另一端,包括步骤:提供一二极体,具有一阴极端电连接至该等电子开关之间之该第一节点;以及提供一电阻,具有一端电连接至该二极体之一阳极端以形成一第二节点,而其另一端电连接至一第二DC电源,其中该第一节点之电流方向系由该第二节点之一讯号之大小所决定。24.一种电流方向侦测方法,应用于具有串联之电子开关之一相位电桥,每一该电子开关包含一开关装置并联一反向二极体,一第二节点位于串联之电子开关之间用以电连接一负载,该相位电桥之一端电连接至一第一DC电源之一端,而该电桥之另一端电连接至该第一DC电源之另一端,包括步骤:提供一二极体,具有一阴极端电连接至一第二DC电源;以及提供一电阻,具有一端电连接至该等电子开关之间之该第一节点,而其另一端电连接至该二极体之一阳极端以形成一第二节点;其中该第一节点之电流方向系由该第二节点之一讯号之大小所决定。25.如申请专利范围第23或24项之电流方向侦测方法,其中该电流方向侦测方法更包括步骤:当一电压方向已知,则获得一激磁电压与一输出电流之间之一相位角。26.如申请专利范围第23或24项之电流方向侦测方法,其中该电流方向侦测方法更包括步骤:侦测该输出电流是否具有一DC成份。图式简单说明:第一图系依据习知技术之逆变器或转换器之电流方向侦测电路示意图;第二图系依据习知技术之逆变器或转换器之电流方向侦测电路示意图;第三图系本发明第一较佳实施例之电流方向侦测电路示意图;第四图系表示当负载电流流出相位电桥时第一较佳实施例之动作原理及波形示意图;第五图系表示当负载电流流入相位电桥时第一较佳实施例之动作原理及波形示意图;第六图系表示切换开关装置之输出特性曲线及电阻感测器输出特性曲线示意图;第七图系本发明第二较佳实施例之电流方向侦测电路示意图;第八图系表示当负载电流流出相位电桥时第二较佳实施例之动作原理及波形示意图;第九图系表示当负载电流流入相位电桥时第二较佳实施例之动作原理及波形示意图;第十图系依据本发明另一较佳实施例之电流方向侦测电路示意图。