PWM逆变器死区效应的补偿

32基于脉冲调整的死区效应补偿

图3死区时间对基波的影响

(a)感性负载时的波形(b)分解后的基波Δu1

图4死区补偿电路

　　根据图2的死区效应分析，还可以利用软件编程方法通过改变开关时间来补偿死区效应。只需检测负载电流的极性，无需检测电流的相位，将电流极性传递到微处理器的数据线即可，具体方法如下：

　　当i>0时，图2(a)为理想波，图2(b)给出死区时间引起的实际波与无死区时间理想波之间的误差。为消除该误差，可以利用软件改变脉冲时间，如图2(c)。在死区时间发生器产生一个不对称脉冲之前另加一个正脉冲，这个正脉冲与死区时间合成后，产生的实际波与理想波在宽度和位置上均相同，如图2(d)；当i0时，图2(e)，在有死区时间的情况下产生的实际波与理想波相比，增加了一段正脉冲，若在死区时间发生器产生一个不对称的死区脉冲之前加一段负脉冲，则合成后的实际波与理想波在宽度和位置上均一致。

图5基于脉冲调整的死区效应补偿流程图

　　本方法可以利用80C196MC电机控制专用芯片实现，该芯片内含一个PWM波形发生器，在死区时间计数器之前调整波形发生器的脉冲时间对死区效应进行补偿。该方法与载波频率无关，只与负载电流极性相关。以U相开关管信号发生器为例，用负载电流的极性和一个表示down/up的计算状态变量CNT为依据编程，down表示开关管打开，up表示开关管关闭。由此来决定校正时是否需要加或减脉冲的时间。利用软件产生理想运行的开关时间ton和toff。死区td预先存储于波形发生器的控制寄存器中，由电流检测器不停地由数据总线更新电流极性，由来自波形发生器的中断信号更新变量CNT的状态。

　　当i>0时，CNT为down状态时，软件需在ton上加一个td脉冲，并存于ton中，再送到波形发生器中，经死区时间计数器处理后，应用到负载中去。死区计数器提供两个互补的PWM控制信号去控制上下两个功率开关管。当i>0且CNT为up时，toff不需校正，toff直接送到波形发生器中，经死时计数器处理后，应用到负载中。

　　当i0且CNT为up时，ton不需校正，直接送到波形发生器中，经死时计数器处理后，应用到负载中。当i0且CNT为up时，toff需减去一个脉宽td,存储于toff中，再送到波形发生器中，经死区时间计数器处理后，应用到负载中。流程图如图5所示。

图5 基于肪冲调整的死区效应补偿流程图

4结论

　　本文对PWM逆变器的死区效应给出了两种补偿方法，即调整参考波形的补偿方法和基于脉冲调整的补偿方法，它们的共同之处是只需检测负载电流的方向，不需检测电流的相位，实现起来比较简单方便。这两种补偿方法有利于改善逆变器的输出波形，减少电压畸变。