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改變開關(guān)時(shí)間來補(bǔ)償死區(qū)效應(yīng)。只需檢測(cè)負(fù)載電流的極性，無需檢測(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關(guān)，只與負(fù)載電流極性相關(guān)。以U相開關(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表示開關(guān)管打開，up表示開關(guān)管關(guān)閉。由此來決定校正時(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。