PWM死区补偿.docVIP

       方法。该方法通过在线跟踪负载变化，自适应地计算出最优的电感电流过零区域宽度，以精确实 现电流过零区域和电流非过零区域中死区效应的分别消除，从而在整个正弦调制周期内达到最佳 的死区消除效果。与传统的死区消除和补偿方法相比，该方法对电流过零处电压畸变的抑制效果 尤为明显，能有效地降低输出电压低次谐波含量，使THD明显减小。仿真和实验结果证明了该 死区消除方法的有效性和实用性。 关键词：死区消除 在线 脉冲宽度调制 电压源型逆变器 数字信号处理器 中图分类号：TM464 PWM Voltage Source Inverters Yang Bo Wu Jiande Li Wuhua He Xiangning （Zhejiang University Hangzhou 310027 China） PWM voltage source inverters, based on the analysis of dead-time effects and the principle of dead-time elimination. Tracking the load change on-line and determining dynamically the current direction, the zero current zone and the non zero current zone of the output inductor are precisely distinguished and the optimal width of the zero current zone is adaptively calculated. Furthermore, the dead-time effects are completely eliminated in the whole sinusoidal modulation cycle. In comparison with traditional dead-time compensation and elimination methods, the proposed method can significantly restrain the output distortion in the zero current zone and reduce the low-frequency harmonic contents and THD. The simulation and experimental results demonstrate the validity and practicability of the proposed method. Keywords：Dead-time elimination, on-line, pulsewidth modulation, voltage source inverters, DSP 1 引言 对于脉冲宽度调制（PWM）的电压源型逆变器 （VSI）而言，由于实际开关器件的开关动作都需 要一定的时间，因此为了防止同一桥臂上下两个开 关器件产生“直通”现象，通常需要在互补的驱动 信号之间加入一个死区时间。死区是为了保证开关 器件安全、可靠运行而不得不采取的措施，但它的 存在将导致逆变器输出产生基波电压损失、低次谐 波增加、输出电流畸变等死区效应 [1-5] 。随着现代器 件开关频率的不断提高，死区效应对逆变器输出电 压和输出电流的影响也越来越严重，因此，对逆变 器的死区进行消除和补偿变得更为重要。 目前，国内外专家学者已经提出了大量的死区 消除和补偿方法 [6-15] 。一类属于死区补偿方法，即 从控制的角度出发，将死区产生的谐波视为外部扰 动，应用各种反馈或前馈的控制算法，抵消死区效 应。这类方法包括平均电压补偿法、预测电流控制 补偿法、自适应控制补偿法、扰动观测器补偿法等 国家自然科学基金资助项目 。 收稿日期 2010-03-02 改稿日期 2010-05-06 PWM死区--方法 46 电 工 技 术 学 报 2011年11月 等 [6-11] 。但由于死区效应和开关器件都具有非线性 的特点，这类控制补偿的方法很难完全消除死区带 来的谐波。另一类属于死区消除方法，即从死区产 生的原理出发，根据输出电感电流方向的不同，只 允许同一桥臂中相应的一个开关器件进行开关动 作，从而避免了“直通”现象的产生，不再需要设 置死