PWM逆變器死區(qū)效應的補償

32基于脈沖調整的死區(qū)效應補償

圖3死區(qū)時間對基波的影響

(a)感性負載時的波形(b)分解后的基波Δu1

圖4死區(qū)補償電路

　　根據圖2的死區(qū)效應分析，還可以利用軟件編程方法通過改變開關時間來補償死區(qū)效應。只需檢測負載電流的極性，無需檢測電流的相位，將電流極性傳遞到微處理器的數據線即可，具體方法如下：

　　當i>0時，圖2(a)為理想波，圖2(b)給出死區(qū)時間引起的實際波與無死區(qū)時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間，如圖2(c)。在死區(qū)時間發(fā)生器產生一個不對稱脈沖之前另加一個正脈沖，這個正脈沖與死區(qū)時間合成后，產生的實際波與理想波在寬度和位置上均相同，如圖2(d)；當i0時，圖2(e)，在有死區(qū)時間的情況下產生的實際波與理想波相比，增加了一段正脈沖，若在死區(qū)時間發(fā)生器產生一個不對稱的死區(qū)脈沖之前加一段負脈沖，則合成后的實際波與理想波在寬度和位置上均一致。

圖5基于脈沖調整的死區(qū)效應補償流程圖

　　本方法可以利用80C196MC電機控制專用芯片實現，該芯片內含一個PWM波形發(fā)生器，在死區(qū)時間計數器之前調整波形發(fā)生器的脈沖時間對死區(qū)效應進行補償。該方法與載波頻率無關，只與負載電流極性相關。以U相開關管信號發(fā)生器為例，用負載電流的極性和一個表示down/up的計算狀態(tài)變量CNT為依據編程，down表示開關管打開，up表示開關管關閉。由此來決定校正時是否需要加或減脈沖的時間。利用軟件產生理想運行的開關時間ton和toff。死區(qū)td預先存儲于波形發(fā)生器的控制寄存器中，由電流檢測器不停地由數據總線更新電流極性，由來自波形發(fā)生器的中斷信號更新變量CNT的狀態(tài)。

　　當i>0時，CNT為down狀態(tài)時，軟件需在ton上加一個td脈沖，并存于ton中，再送到波形發(fā)生器中，經死區(qū)時間計數器處理后，應用到負載中去。死區(qū)計數器提供兩個互補的PWM控制信號去控制上下兩個功率開關管。當i>0且CNT為up時，toff不需校正，toff直接送到波形發(fā)生器中，經死時計數器處理后，應用到負載中。

　　當i0且CNT為up時，ton不需校正，直接送到波形發(fā)生器中，經死時計數器處理后，應用到負載中。當i0且CNT為up時，toff需減去一個脈寬td,存儲于toff中，再送到波形發(fā)生器中，經死區(qū)時間計數器處理后，應用到負載中。流程圖如圖5所示。

圖5 基于肪沖調整的死區(qū)效應補償流程圖

4結論

　　本文對PWM逆變器的死區(qū)效應給出了兩種補償方法，即調整參考波形的補償方法和基于脈沖調整的補償方法，它們的共同之處是只需檢測負載電流的方向，不需檢測電流的相位，實現起來比較簡單方便。這兩種補償方法有利于改善逆變器的輸出波形，減少電壓畸變。