PWM逆變器死區效應的補償

32基于脈沖調整的死區效應補償

圖3死區時間對基波的影響

(a)感性負載時的波形(b)分解后的基波Δu1

圖4死區補償電路

　　根據圖2的死區效應分析，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)給出死區時間引起的實際波與無死區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)。在死區時間發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，若在死區時間發生器產生一個不對稱的死區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波形發生器，在死區時間計數器之前調整波形發生器的脈沖時間對死區效應進行補償。該方法與載波頻率無關，只與負載電流極性相關。以U相開關管信號發生器為例，用負載電流的極性和一個表示down/up的計算狀態變量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td預先存儲于波形發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，由來自波形發生器的中斷信號更新變量CNT的狀態。

　　當i>0時，CNT為down狀態時，軟件需在ton上加一個td脈沖，并存于ton中，再送到波形發生器中，經死區時間計數器處理后，應用到負載中去。死區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，再送到波形發生器中，經死區時間計數器處理后，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效應補償流程圖

4結論

　　本文對PWM逆變器的死區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。