PWM逆變器死區(qū)效應(yīng)的補(bǔ)償
32基于脈沖調(diào)整的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償
圖3死區(qū)時(shí)間對(duì)基波的影響
(a)感性負(fù)載時(shí)的波形(b)分解后的基波Δu1
圖4死區(qū)補(bǔ)償電路
根據(jù)圖2的死區(qū)效應(yīng)分析,還可以利用軟件編程方法通過(guò)改變開(kāi)關(guān)時(shí)間來(lái)補(bǔ)償死區(qū)效應(yīng)。只需檢測(cè)負(fù)載電流的極性,無(wú)需檢測(cè)電流的相位,將電流極性傳遞到微處理器的數(shù)據(jù)線即可,具體方法如下:
當(dāng)i>0時(shí),圖2(a)為理想波,圖2(b)給出死區(qū)時(shí)間引起的實(shí)際波與無(wú)死區(qū)時(shí)間理想波之間的誤差。為消除該誤差,可以利用軟件改變脈沖時(shí)間,如圖2(c)。在死區(qū)時(shí)間發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)不對(duì)稱脈沖之前另加一個(gè)正脈沖,這個(gè)正脈沖與死區(qū)時(shí)間合成后,產(chǎn)生的實(shí)際波與理想波在寬度和位置上均相同,如圖2(d);當(dāng)i0時(shí),圖2(e),在有死區(qū)時(shí)間的情況下產(chǎn)生的實(shí)際波與理想波相比,增加了一段正脈沖,若在死區(qū)時(shí)間發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)不對(duì)稱的死區(qū)脈沖之前加一段負(fù)脈沖,則合成后的實(shí)際波與理想波在寬度和位置上均一致。
圖5基于脈沖調(diào)整的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償流程圖
本方法可以利用80C196MC電機(jī)控制專用芯片實(shí)現(xiàn),該芯片內(nèi)含一個(gè)PWM波形發(fā)生器,在死區(qū)時(shí)間計(jì)數(shù)器之前調(diào)整波形發(fā)生器的脈沖時(shí)間對(duì)死區(qū)效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。該方法與載波頻率無(wú)關(guān),只與負(fù)載電流極性相關(guān)。以U相開(kāi)關(guān)管信號(hào)發(fā)生器為例,用負(fù)載電流的極性和一個(gè)表示down/up的計(jì)算狀態(tài)變量CNT為依據(jù)編程,down表示開(kāi)關(guān)管打開(kāi),up表示開(kāi)關(guān)管關(guān)閉。由此來(lái)決定校正時(shí)是否需要加或減脈沖的時(shí)間。利用軟件產(chǎn)生理想運(yùn)行的開(kāi)關(guān)時(shí)間ton和toff。死區(qū)td預(yù)先存儲(chǔ)于波形發(fā)生器的控制寄存器中,由電流檢測(cè)器不停地由數(shù)據(jù)總線更新電流極性,由來(lái)自波形發(fā)生器的中斷信號(hào)更新變量CNT的狀態(tài)。
當(dāng)i>0時(shí),CNT為down狀態(tài)時(shí),軟件需在ton上加一個(gè)td脈沖,并存于ton中,再送到波形發(fā)生器中,經(jīng)死區(qū)時(shí)間計(jì)數(shù)器處理后,應(yīng)用到負(fù)載中去。死區(qū)計(jì)數(shù)器提供兩個(gè)互補(bǔ)的PWM控制信號(hào)去控制上下兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)管。當(dāng)i>0且CNT為up時(shí),toff不需校正,toff直接送到波形發(fā)生器中,經(jīng)死時(shí)計(jì)數(shù)器處理后,應(yīng)用到負(fù)載中。
當(dāng)i0且CNT為up時(shí),ton不需校正,直接送到波形發(fā)生器中,經(jīng)死時(shí)計(jì)數(shù)器處理后,應(yīng)用到負(fù)載中。當(dāng)i0且CNT為up時(shí),toff需減去一個(gè)脈寬td,存儲(chǔ)于toff中,再送到波形發(fā)生器中,經(jīng)死區(qū)時(shí)間計(jì)數(shù)器處理后,應(yīng)用到負(fù)載中。流程圖如圖5所示。
圖5 基于肪沖調(diào)整的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償流程圖
4結(jié)論
本文對(duì)PWM逆變器的死區(qū)效應(yīng)給出了兩種補(bǔ)償方法,即調(diào)整參考波形的補(bǔ)償方法和基于脈沖調(diào)整的補(bǔ)償方法,它們的共同之處是只需檢測(cè)負(fù)載電流的方向,不需檢測(cè)電流的相位,實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單方便。這兩種補(bǔ)償方法有利于改善逆變器的輸出波形,減少電壓畸變。
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評(píng)論