DeadTime效应的产生与补偿方法.ppt

Dead Time效应的产生与补偿方法,王华东 技术中心 05/03/24,一：Dead time 产生的原因,半桥逆变系统中，T1、T2工作在互补状态，由于存在开关延迟时间，为避免桥臂上下直通，必须在驱动信号之间设置一段Dead time，延迟开通。此段时间内，上下桥臂都不导通，以保证安全。,二极管续流对输出电压的影响,+Ud/2,-Ud/2,Ud/2,-Ud/2,+,-,-,+Ud/2,-Ud/2,二极管续流对输出电压的影响,-,Ud/2,-Ud/2,-,Ud/2,-Ud/2,+,Ud/2,-Ud/2,Dead Time效应的四种情况,由图2得到以下结论：,1、Io0时，实际输出电压与U1一致（图b、d），此时T1称为主导管；Io0时，实际输出电压的波形与U2一致，此时T2称为主导管（图c、d） 2、死区引起的附加电压脉冲幅值恒等于电源电压值Ud。宽度恒等于TD。一个基波周期T内，正负脉冲数之和等于载波比N。（图e） 3、 Dead Time产生与电流极性相反的误差脉冲电压，使输出电压基波幅值减小。基波电压的损失与电流相位无关，只与电流方向相反。,二：Dead Time 效应,等效,+,=,理想输出,DeadTime效应,实际输出,假设输出电流与输出电压同相位,二：Dead Time 效应,将附加电压脉冲等效为同周期的幅值为V的矩形波,将V傅里叶变换（过程略）得到附加基波电压 与谐波电压，f为载波频率。,可得实际输出电压,当 时，V1 损失最大。 Dead Time产生的附加基波使输出电压下降， 产生的谐波使输出电压THD变大。,三：补偿方法,1、重复控制 重复控制：记忆扰动发生的位置，对周期性重复出现的误差，重复控制器的输出也周期性的累加，直至误差为零。适用于所有周期性扰动。已应用。 2、电压反馈型补偿 检测输出PWM与参考PWM波的偏差，产生一个补偿信号，与参考PWM波叠加。不便应用。 3、电流反馈型补偿 根据结论2、3，每周期都产生固定宽度与幅值的附加脉冲，则可以根据电流方向补偿这个附加脉冲。,电流反馈型补偿,电流反馈型补偿,应用时的注意事项：,1、电流过零点处一般不补偿。 原因1、不易判断方向 原因2、死区效应在小电流时并不明显 2、 DSP的相关寄存器设置。 寄存器的修改在下一次中断才生效 3、不可以全补偿 电压外环调节可以部分改善基波电压的幅值损失 重复控制调节可以部分改善谐波电压的影响。 建议补偿时间取小于TD/4。,四:补偿效果,效果：空载下有轻微改善，RCD载无变化，R载有较大改善. 对Spike、效率、暂态、动态等其他指标基本无影响。 适用范围：Dead time=1.6us的逆变中。,试验图形（并联冗余6K）,Dead time=1.6us,未加补偿,空载Hamonic 3=0.71%,THD=1.1%,试验图形（并联冗余6K）,Dead time=1.6us,加入补偿,空载Hamonic 3 =0.5%,THD=0.94%,试验图形（并联冗余6K）,Dead time=2us,加入补偿,空载Hamonic 3 =0.78%,THD=1.36%,试验图形（并联冗余6K）,Dead time=1.6us,未加补偿,R满载Hamonic 3 =1.6%,THD=2%,试验图形（并联冗余6K）,Dead time=1.6us,加入补偿,R载Hamonic 3 =1%,THD=1.45%,试验图形（并联冗余6K）,Dead time=2