開關死區對SPWM逆變器輸出電壓波形的影響

摘要：分析開關死區對SPWM逆變器輸出電壓波形的影響，討論考慮開關死區時的諧波分析方法，并導出諧波計算公式。用計算機輔助分析和實驗方法對理想的和實際的SPWM逆變器進行對比研究，得出一些不同于現有理論的結果。

關鍵詞：逆變器脈寬調制諧波開關死區

The Influence of Switching Delay on the SPWM Inverter Output Voltage Waveforms

Abstract: The paper analyzes the influence of switching delay on the SPWM inverter Output voltage waveforms.discusses the harmonic analytical method for considering the switching delay and derives harmonic calculation formulars. Through Conputer aided analysis and experiment the comparative research are implemented for the ideal and practical SPWM inverter, and certain results different from present theory is obtained.

Keywords: Inverter， PWM， Harmonic， Switching delay

中圖法分類號：TN86文獻標識碼：A文章編號：02192713(2000)12－645－04

　　1引言對于SPWM三相半橋式逆變器，由于開關管固有開關時間ts的影響，開通時間ton往往小于關斷時間toff，因此容易發生同臂兩只開關管同時導通的短路故障。為了避免這種故障的發生，通常要設置開關死區△t，以保證同橋臂上的一只開關管可靠關斷后，另一只開關管才能開通。死區的設置方式有兩種：一種是提前關斷、延滯開通的雙邊對稱設置；另一種是按時關斷、延滯△t開通的單邊不對稱設置。典型的電壓型三相SPWM半橋式逆變器如圖1（a）所示。其中圖1（b）是死區對稱設置時的波形圖；圖1（c）是死區不對稱設置時的波形圖。在這兩種波形圖中，uAO為相與直流電源中點“0”之間的理想電壓波形（載波比），uAO′為設置死區時的電壓波形。在感性負載時，當V1導通時A點為，當V4導通時A點為。在死區△t內V1和V4都不導通時，感性負載使D1和D4續流以保持電流iA連續。當iA為正時D4續流，A點與直流電源負極接通，A點電位為；當iA為負時D1續流，A點與直流電源正極接通，A點電位為，這樣就產生了誤差電壓uD1.4。uD1.4與uAO′疊加就產生出實際輸出電壓uAO″。比較uAO″與uAO可知，實際輸出電壓發生了畸變。在iA為正時所有正脈沖寬度都減小△t，所有負脈沖寬度都增加△t；在iA為負時所有負脈沖寬度都減小△t，所有正脈沖寬度都增加△t。這是由死區△t內的二極管續流造成的，畸變后的實際輸出電壓波形如圖中uAO″所示。

2實際輸出電壓uAO″的諧波分析

假定載波與調制波不同步，則在調制波各周期中所包含的脈沖模式就不相同，因此不能用調制波角頻

（a）電路圖

(b)死區雙邊對稱設置時的波形圖

圖1有死區的三相半橋式SPWM逆變器