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單極性SPWM的兩種控制方法與過(guò)零點(diǎn)輸出特性分析比較

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

1)t0t1時(shí)刻 由圖4可以看到,在t0t1時(shí)刻,由于給定的低頻臂信號(hào)是1,對(duì)應(yīng)圖3可以知道主電路低頻臂下管導(dǎo)通,圖4中對(duì)應(yīng)的是高頻臂上管的驅(qū)動(dòng)信號(hào),上管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)逐漸變小。由圖1可以知道在t0t1時(shí)刻,正弦波信號(hào)由正逐漸變?yōu)?。

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

2)t1時(shí)刻 在t1時(shí)刻,低頻臂信號(hào)由1變?yōu)?,所以,低頻臂由下管導(dǎo)通變?yōu)樯瞎軐?dǎo)通,由圖3可以出,在低頻臂切換的同時(shí),產(chǎn)生器也進(jìn)行了切換,所以,由E1誤差信號(hào)產(chǎn)生的SPWM(高頻臂上管)在t1時(shí)刻馬上變?yōu)榻咏?00%的SPWM,然后逐漸變小。高頻臂下管的驅(qū)動(dòng)互補(bǔ)于高頻臂上管的驅(qū)動(dòng),所以高頻臂下管的驅(qū)動(dòng)由0逐漸變大。由圖1可以得知,正弦波信號(hào)由0逐漸變負(fù)。

3)t1t2時(shí)刻 實(shí)際的誤差信號(hào)E2會(huì)與E1相差一個(gè)相位,所以,產(chǎn)生的SPWM2與SPWM1是不同的。由圖4可以看出:t1時(shí)刻以后,SPWM2馬上就為0,由于高頻臂下管信號(hào)互補(bǔ)于SPWM2,對(duì)應(yīng)于主電路,在t1時(shí)刻高頻臂下管馬上以一個(gè)大的占空比導(dǎo)通,然后占空比慢慢變?。▓D中SPWM2逐漸變大),高頻臂下管信號(hào)并不是由0逐漸變大,SPWM的突變必然會(huì)引起輸出正弦波信號(hào)在過(guò)的振蕩??晒┻x擇的解決方案如下:

(1)在低頻臂切換的同時(shí),把輸出誤差信號(hào)人為地放電,使其為0,這樣就可以減弱在過(guò)時(shí)刻所引起的振蕩;

(2)人為地把低頻臂信號(hào)超前或滯后一定相位,但是,這一方案由于低頻臂信號(hào)的相位受負(fù)載輕重的影響,實(shí)際上難以做到準(zhǔn)確。

1.2.2 雙邊SPWM

雙邊SPWM的電路如圖5所示。由于低頻臂的切換作用,高頻臂PWM輸出性質(zhì)隨之改變。例如,過(guò)零前Sg1的窄脈沖對(duì)應(yīng)為輸出低電壓,低頻臂切換后突然成為高電壓。然而與單邊SPWM所不同的是,雙邊SPWM中的反相動(dòng)作是與低頻臂同時(shí)進(jìn)行的。由于控制器中的輸出沒(méi)有突變,低頻臂的切換也不會(huì)造成輸出的突變。

圖 5 雙 邊 SPWM控 制 電 路

圖6所示的是雙邊SPWM控制在過(guò)附近的SPWM示意圖。圖6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),實(shí)際的誤差信號(hào)E2會(huì)與基準(zhǔn)信號(hào)相差一個(gè)相位。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6 雙邊SPWM控制在過(guò)零點(diǎn)附近的SPWM示意圖

1)t0t1時(shí)刻 由圖6可以看到,在t0t1時(shí)刻,由于給定的低頻臂信號(hào)是1,對(duì)應(yīng)圖5可以知道主電路低頻臂下管導(dǎo)通,圖6中SPWM對(duì)應(yīng)的高頻臂上管的驅(qū)動(dòng)信號(hào),由圖1可以知道在t0t1時(shí)刻,輸出正弦波信號(hào)由正逐漸變?yōu)?。

2)t1時(shí)刻 在t1時(shí)刻,低頻臂信號(hào)由1變?yōu)?,所以低頻臂由下管導(dǎo)通變?yōu)樯瞎軐?dǎo)通,由圖5可以出,在低頻臂切換的同時(shí),產(chǎn)生SPWM的器也進(jìn)行了切換,所以,由E1誤差信號(hào)產(chǎn)生的SPWM(高頻臂上管)在t1時(shí)刻馬上變?yōu)?00%的SPWM,然后逐漸變小。高頻臂下管的驅(qū)動(dòng)互補(bǔ)于高頻臂上管的驅(qū)動(dòng),所以,高頻臂下管的驅(qū)動(dòng)由0逐漸變大。由圖1可以得知,輸出正弦波信號(hào)由0逐漸變負(fù)。

3)t1t2時(shí)刻 實(shí)際的輸出誤差信號(hào)E2會(huì)與E1相差一個(gè)相位,所以,產(chǎn)生的SPWM2與SPWM1是不同的,由圖6可以看出,在t1t2時(shí)刻,高頻臂上管驅(qū)動(dòng)一直都是高電平,由于高頻臂下管互補(bǔ)于上管驅(qū)動(dòng),所以,在t1t2時(shí)刻,高頻臂下管是不導(dǎo)通的,此后有一軟開(kāi)通過(guò)程。由圖6中SPWM1與SPWM2的比較可以看出,誤差信號(hào)滯后于基準(zhǔn)信號(hào)有利于抑制正弦波輸出信號(hào)在過(guò)零點(diǎn)的振蕩。

2 計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

應(yīng)用電子電路計(jì)算機(jī)輔助于設(shè)計(jì)軟件Matlab,分別對(duì)上述兩種控制進(jìn)行了仿真。

仿真條件:輸出220V,f=25Hz

2.1 單邊SPWM控制的仿真波形

單邊SPWM控制的仿真波形如圖7所示。從圖7可以明顯地看到,正弦波在過(guò)零點(diǎn)的時(shí)候有明顯的振蕩,跟理論分析完全吻合。

圖7 單邊SPWM控制仿真波形

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