逆变电源的死区优化补偿仿真.pdf

逆变电源的死区优化补偿仿真王炜;代毅伟;陈猛【摘要】Accordingtotheharmoniccontentofoutputwaveformdistortioncausedbydead-timeeffectofinverterintheris-ingphenomenon,anewoptimalcompensationschemeofdeadzoneisestablished.Thismethodisbasedonthedetectionoftheerrorsignalandfeedbacktoformanewmodulationwave,increasingtheswitchtimeofthein-validdevicestoachievetheeffectivecombinationofcurrentfeedbackandinvaliddevicecompensation.Thesim-ulationresultsshowthatwiththeoptimizationofthedead-timecompensationstrategy,thedeadtimeis10μs,TotalHarmonicDistortionFactor(THD)isreducedfrom4.93%to3.87%,thedeadtimeincreasesto20μs,theTHDisreducedfrom7.70%to5.02%,theharmoniccontentdecreasesobviouslyandthedistortionoftheoutputwaveformisimproved.%针对逆变电源中因死区效应而造成的输出波形畸变、谐波含量升高、电源质量变差等现象,提出了一种新型死区优化补偿方案.该方法是通过检测误差波信号反馈而形成一个新的调制波,并增加对无效器件开关时间的修正,实现电流反馈与无效器件补偿的有效结合.仿真结果表明:采用这种死区优化补偿策略,在死区时间为10μs时,总谐波失真度THD值由原来的4.93%降至3.87%,而死区时间增加到20μs时,THD值由原来的7.70%降至5.02%,谐波含量明显降低,畸变的输出波形得到改善.【期刊名称】《天津工业大学学报》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】6页(P70-75)【关键词】逆变电源;逆变器;死区优化【作者】王炜;代毅伟;陈猛【作者单位】天津工业大学电气工程与自动化学院,天津300387;天津工业大学电气工程与自动化学院,天津300387;天津工业大学电气工程与自动化学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TM464近年来，随着科学技术的快速进步以及各国工业的飞速发展，电力电子技术在当今时代占据着越来越重的地位，电力电子器件与人们的生活联系的愈加紧密，越来越多的电力电子设备被人们应用于军事、航天、工业以及民用生活等领域中，其中逆变技术的应用尤为突出[1].但逆变器电路中的功率开关器件因为结电容的存在，都不能避免地出现开关延迟这一现象.因此，为了防止逆变桥中同一桥臂的上、下两个开关管同时导通而发生直通现象，造成逆变失败或者器件损坏，必须在上、下管的控制信号间插入一个定量的延迟时间Td（死区时间），待上开关管可靠关断后再开通下开关管，反之亦然.死区时间的加入虽然能够保证开关器件安全、可靠运行，但它会使供电网中的信号质量下降，逆变器输出的波形畸变[2-3].为了解决死区影响这一问题，本文运用双极性的正弦脉宽调制方法，提出了一种电流反馈与无效器件相结合的死区优化方法.1.1逆变电源的结构逆变器系统装置的作用是实现一个DC到AC的转换.其核心部分是一个功率电子变换器构成的开关电路.通过功率电子变换器的连续导通与关断，实现电能从直流变为交流的转化.可以根据实际的需求场合和不同开关拓扑，选择适合的逆变电路.电源控制系统主要完成电路中功率电子变换器的开通和关断.控制电路主要完成脉冲的放大和调节，通过控制脉冲的性质来控制主电路功率电子变换器的导通和关断，便可实现对输出信号的控制.逆变电源中，除了功率变换电路和控制电路之外，还有输入电路、保护电路、输出电路等，逆变电源主要系统结构如图1所示.1.2逆变电路原理逆变电源主电路是实现直流到交流的转换，本文采用的是单相全桥逆变电路，单相全桥逆变电路的电路模型如图2所示.通过调制信号Ur和载波信号Uc的交点时刻来控制各开关器件的通断.在调制信号Ur的正负半周内，对各开关器件的控制规律相同.当Ur大于Uc时，给V1和V4导通信号，V2和V3关断信号，这时如果负载两端电流大于零，则V1和V4导通，如果负载两端电流小于零，则VD1和VD4导通，但是不管哪种情况负载两端的输出电压都为正电压.当Ur小于Uc时，给V2和V3导通信号，V1和V4关