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日志

一种通过电流方向进行死区补偿的方法

已有 2089 次阅读2016-11-10 14:28 |系统分类:电源技术| 逆变器

        开环逆变器,带电感时波形畸变严重,如下图:
 
        这是由于SPWM死区效应造成。在生成SPWM驱动时,为防止MOS管开关延迟导致全桥电路上下管导通,需在开通和关断时加入死区。由于加入死区,导致实际产生的占空比与理论计算的不一致,故需要对占空比赋值时进行死区补偿。
死区补偿的方向,与电流的方向相关。以前的算法只考虑了纯阻性负载的电流,而忽略了负载多样性导致的电流超前滞后,从而使控制器带电感时,产生电流畸变。
        为了优化SPWM正弦度,自适应负载变化,需要通过判断电流方向,对死区进行补偿。
其中涉及到两个重要的因素:1)电流方向判断的准确性与可靠性;2)补偿的稳定性和效果。
       
        1) 电流方向判断
        为了简化硬件,采用软件过零检测。首先假设电流只在过零点附近有过零抖动,并且忽略微弱电流。当电流瞬时值正负方向变化时,判断为一次过零,然后延迟1/4周期时间消抖,再做下一次过零判断(只做一次判断,多次会导致过零信号相位差大)。由于过零点瞬时值波动的不确定性,采用瞬时值的变化方向判断上升沿和下降沿不可靠,故计算半个周期内的电流平均值,以此来判断过零点的方向。如下图:

        应用此算法,测试输出10V、0~300HZ的逆变输出,均能正确检测出过零点。过零信号与实际过零点最大相差125us(1个采样周期),可以满足控制要求。如果采样频率变大,可减小误差时间。
        2) 死区补偿
 

 
        电流过零上升沿到1/2周期为正半周
        PWM1左边界向左移动一个死区时间,右边界不变
        PWM2右边界向右移动一个死区时间,左边界不变
        1/2周期到1周期为负半周
        PWM1右边界向右移动一个死区时间,左边界不变
        PWM2左边界向左移动一个死区时间,右边界不变

        备注:为什么不使用上升沿及下降沿一起判断正负半周呢?因为由于过零检测的延迟,会在波形中叠加直流分量。

        波形实测
        经过上述两点优化之后,输出波形如下:
 


路过

鸡蛋

鲜花

握手

雷人

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