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單極性SPWM的兩種控制方法與過零點(diǎn)輸出特性分析比較

作者: 時(shí)間:2012-09-05 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:對(duì)于采用的逆變器,其中單逆變方式僅用到一對(duì)高頻開關(guān),相對(duì)于雙逆變具有損耗低、電磁干擾少等優(yōu)點(diǎn)。分別介紹了單逆變中的單邊與雙邊的產(chǎn)生以及各自的,了這兩種在正弦波電壓過附近的振蕩情況,經(jīng)過仿真與電路試驗(yàn)證明了雙邊方式性能更為優(yōu)越。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/159960.htm

關(guān)鍵詞:?jiǎn)螛O性;正弦波脈寬調(diào)制;過振蕩

  

0 引言

隨著技術(shù)的發(fā)展和對(duì)設(shè)備性能要求的不斷提高,許多行業(yè)的用電設(shè)備不再直接接入交流電網(wǎng),而是通過電力電子功率變換得到電能,它們的幅值、頻率、穩(wěn)定度及變化形式因用電設(shè)備的不同而不盡相同。如通信電源、電弧焊電源、電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速器、加熱電源、汽車電源、綠色照明電源、不間斷電源、醫(yī)用電源、充電器等等,它們所使用的電能都是通過對(duì)電網(wǎng)電能進(jìn)行整流和逆變變換后得到的。因此,高質(zhì)量的逆變電源已經(jīng)成為電源技術(shù)的重要研究對(duì)象。

1 工作原理

1.1 主電路拓?fù)渑cSPWM的產(chǎn)生

單極性SPWM逆變電路的拓?fù)淙鐖D1所示,由全橋4個(gè)開關(guān)管組成的2路橋臂所構(gòu)成,一路以高頻開關(guān)工作頻率工作,稱為高頻臂(S3,S4);另一路以的正弦波頻率進(jìn)行切換,成為低頻臂(S1,S2)。

圖1 逆變電路主電路結(jié)構(gòu)

單極性逆變有兩種產(chǎn)生SPWM的方法。第一種控制方法是將給定的載波(正弦波)整流成正的,調(diào)制波(三角波)也是正的,如圖2(a)所示,稱為單邊SPWM控制;第二種控制方法是給定的載波(正弦波)是一個(gè)完整的正弦波,調(diào)制波(三角波)當(dāng)正弦波為正時(shí)是正的,當(dāng)正弦波為負(fù)時(shí)是負(fù)的,如圖2(b)所示,稱為雙邊SPWM控制。

(a) 載波與調(diào)制波均為正

(b)調(diào)制波極性隨載波改變

圖2 兩種SPWM產(chǎn)生原理

上述兩種控制方法產(chǎn)生SPWM的機(jī)理不一樣,各自的控制電路也有所不同。

1.2 單極性SPWM的兩種控制方法

1.2.1 單邊SPWM控制

單邊SPWM的控制電路如圖3所示。圖3中的Sg3及Sg4分別對(duì)應(yīng)高頻臂上下管的驅(qū)動(dòng)信號(hào);Sg1及Sg2分別對(duì)應(yīng)低頻臂上下管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由于低頻臂的切換作用,高頻臂PWM性質(zhì)隨之改變。例如,原來過零時(shí)Sg1的窄脈沖對(duì)應(yīng)低電壓,低頻臂切換后突然成為高電壓。因此,PWM有一突變過程。

圖3 單邊SPWM控制電路

圖4所示的是單邊SPWM控制方法在過時(shí)的示意圖。圖4中E1為理論上跟基準(zhǔn)(電壓波形)同相位的誤差信號(hào),由于在電壓環(huán)和電流環(huán)兩個(gè)環(huán)節(jié)中存在積分環(huán)節(jié),根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)和輕重,實(shí)際的輸出誤差信號(hào)E2與基準(zhǔn)信號(hào)有一個(gè)相位差。圖中SPWM1是理論上的高頻臂上管的驅(qū)動(dòng)信號(hào),SPWM2則是實(shí)際的高頻臂上管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

圖4 單邊SPWM控制在過零點(diǎn)附近的SPWM示意圖

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