CN106100393A - 单相四象限整流器死区补偿方法和装置 - Google Patents

单相四象限整流器死区补偿方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106100393A
CN106100393A CN201610556089.9A CN201610556089A CN106100393A CN 106100393 A CN106100393 A CN 106100393A CN 201610556089 A CN201610556089 A CN 201610556089A CN 106100393 A CN106100393 A CN 106100393A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dutycycle
brachium pontis
phase
dead time
triangular carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610556089.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106100393B (zh
Inventor
李金池
耿辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRRC Dalian R&D Co Ltd
Original Assignee
CRRC Dalian R&D Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRRC Dalian R&D Co Ltd filed Critical CRRC Dalian R&D Co Ltd
Priority to CN201610556089.9A priority Critical patent/CN106100393B/zh
Publication of CN106100393A publication Critical patent/CN106100393A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106100393B publication Critical patent/CN106100393B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明提供一种单相四象限整流器死区补偿方法和装置，其中，该方法包括：获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间；根据三角载波参数、调制波参数和死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比；根据各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，生成PWM脉冲信号，以使单相四象限整流器根据PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。本发明死区补偿方法只需要采样单相四象限整流器的输入电流，不需要额外的硬件，从而降低了死区补偿的成本；可以保证死区补偿及时却又不会过度补偿，及时的对死区效应进行补偿，控制准确、且补偿精度较高。

Description

单相四象限整流器死区补偿方法和装置
技术领域
本发明涉及机电技术领域，尤其涉及一种单相四象限整流器死区补偿方法和装置。
背景技术
单相四象限整流器是一个脉宽调制变流器，被广泛的机电技术中，单相四象限整流器通过脉冲宽度控制，调节输出直流电压的幅值和四象限输入电流相位，使得输入电流的波形尽量与电源电压保持一致，同时保持输出直流电压稳定在目标值。图1为现有技术中单相四象限整流器的结构图，如图1所示，单相四象限整流器由两个桥臂构成，在一个桥臂中具有并联的功率器件、续流二极管，在工作过程中，每一个桥臂的两个功率器件都要进行严格的轮流导通，不能同时导通，否则会造成输入电源短路，烧损器件。在每一个桥臂的一个功率器件关断后，要等待一定的时间间隔才能将同一桥臂的另一个功率器件导通，从一个功率器件关断到同一桥臂的另一个功率器件开通的这段时间称为死区时间。死区时间的存在，会使单相四象限整流器的电压和电流谐波加大，甚至发生畸变、降低功率因数等问题。
现有技术中可以通过硬件去检测单相四象限整流器中功率器件的实际输出电压，将实际输出电压与电压参考值进行比较之后得到两者的差值，根据得到的差值进行死区时间的补偿。
然而现有技术中提供的死区时间的补偿方法具有滞后性，无法及时的进行补偿，进而依然会产生单相四象限整流器的电压和电流谐波加大的问题，同时增加了硬件成本。
发明内容
本发明提供一种单相四象限整流器死区补偿方法和装置，用以解决现有技术中提供的死区时间的补偿方法具有滞后性，无法及时的进行补偿，进而依然会产生单相四象限整流器的电压和电流谐波加大的问题，同时增加了硬件成本的问题。
本发明的一方面是提供一种单相四象限整流器死区补偿方法，包括：
获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间；
根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比；
根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，生成脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation，简称PWM)脉冲信号，以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
如上所述的方法中，所述三角载波参数包括：三角载波峰值和三角载波周期；所述调制波参数，包括：调制波采样值；
相应的，所述根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，包括：
根据所述三角载波峰值UTm、所述调制波采样值UR和所述三角载波周期T，确定单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比d1＝(UTm-UR)/2UTm、第二桥臂的占空比d2＝(UTm+UR)/2UTm；
根据所述三角载波周期T和所述死区时间td，确定所述死区时间等效占空比dt＝td/T。
如上所述的方法中，所述根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，生成PWM脉冲信号，以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通，包括：
根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比；
根据所述更新后的第一桥臂的占空比和所述更新后的第二桥臂的占空比，生成PWM脉冲信号，以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
如上所述的方法中，所述根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比，包括：
确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值是否大于零；
若大于零，则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变；若三角载波处于顶峰下降区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比；
若小于零，则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比；若三角载波处于顶峰下降区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变。
如上所述的方法中，所述根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比，包括：
若所述电流采样值大于零，则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的下桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的上桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比；
若所述电流采样值小于零，则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的上桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的下桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比。
本发明的另一方面是提供一种单相四象限整流器死区补偿装置，包括：
采样单元，用于获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间；
DSP运算单元，用于根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比；
PWM产生单元，用于根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，生成PWM脉冲信号，以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
如上所述的装置中，所述三角载波参数包括：三角载波峰值和三角载波周期；所述调制波参数，包括：调制波采样值；
相应的，所述DSP运算单元，具体用于：
根据所述三角载波峰值UTm、所述调制波采样值UR和所述三角载波周期T，确定单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比d1＝(UTm-UR)/2UTm、第二桥臂的占空比d2＝(UTm+UR)/2UTm；
根据所述三角载波周期T和所述死区时间td，确定所述死区时间等效占空比dt＝td/T。
如上所述的装置中，所述PWM产生单元，包括：
更新子单元，用于根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比；
PWM产生子单元，用于根据所述更新后的第一桥臂的占空比和所述更新后的第二桥臂的占空比，生成PWM脉冲信号，以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
如上所述的装置中，所述更新子单元，具体用于：
确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值是否大于零；
若大于零，则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变；若三角载波处于顶峰下降区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比；
若小于零，则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比；若三角载波处于顶峰下降区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变。
如上所述的装置中，所述更新子单元，具体用于：
若所述电流采样值大于零，则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的下桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的上桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比；
若所述电流采样值小于零，则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的上桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的下桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比。
本发明的技术效果是：通过获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间；根据三角载波参数、调制波参数和死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比；根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比；根据更新后的第一桥臂的占空比和更新后的第二桥臂的占空比，生成PWM脉冲信号，以使单相四象限整流器根据PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。从而提供了一种新的单相四象限整流器死区补偿方法，从而只需要采样单相四象限整流器的输入电流，不需要额外的硬件，从而降低了死区补偿的成本；同时，对死区补偿的时候采用的补偿量，根据三角载波处于波谷上升区还是顶峰下降区，去进行死区补偿，从而可以保证死区补偿及时却又不会过度补偿；并且，只需要根据采样的单相四象限整流器的输入电流方向进行死区补偿，且一个三角载波周期内只补偿一次，不会过度补偿；采用本方案提供的方法，可以充分利用不规则采样方法，利用半个三角载波周期更新一次占空比的优势，及时的对死区效应进行补偿，控制准确、且补偿精度较高。
附图说明
图1为现有技术中单相四象限整流器的结构图；
图2为本发明实施例一提供的单相四象限整流器死区补偿方法的流程图；
图3为本发明实施例一提供的单相四象限整流器死区补偿方法中的采样原理图一；
图4为本发明实施例一提供的单相四象限整流器死区补偿方法中的采样原理图二；
图5为本发明实施例二提供的单相四象限整流器死区补偿装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2为本发明实施例一提供的单相四象限整流器死区补偿方法的流程图，如图2所示，本实施例的方法，包括：
步骤101、获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间。
其中，三角载波参数，包括：三角载波峰值、调制波采样值和三角载波周期。
在本实施例中，具体的，当单相四象限整流器开始正常工作之后，可以采用采样单元采样四象限整流器的输入电流，同时获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间。然后，采样单元将采样得到的四象限整流器的输入电流、获取到的三角载波参数、调制波参数和死区时间，输送给DSP运算单元。
具体来说，图3为本发明实施例一提供的单相四象限整流器死区补偿方法中的采样原理图一，图4为本发明实施例一提供的单相四象限整流器死区补偿方法中的采样原理图二，如图3和图4所示，在三角载波波谷和波顶分别对调制波进行采样，并将采样值与三角载波进行比较，以决定上桥臂和下桥臂的切换时刻。其中，三角载波中间部分为下桥臂开通持续时间，两边部分为上桥臂开通持续时间。
从而采样单元可以获取到三角载波参数、调制波参数和死区时间，其中，三角载波参数包括了三角载波峰值和三角载波周期；调制波参数包括了调制波采样值。
步骤102、根据三角载波参数、调制波参数和死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比。
其中，步骤102的具体实现方式为：根据三角载波峰值UTm、调制波采样值UR和三角载波周期T，确定单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比d1＝(UTm-UR)/2UTm、第二桥臂的占空比d2＝(UTm+UR)/2UTm；
根据三角载波周期T和死区时间td，确定死区时间等效占空比dt＝td/T。
在本实施例中，具体的，DSP运算单元可以根据三角载波参数和死区时间，计算出正常状态下，单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比。
具体来说，单相四象限整流器中具有第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂具有第一桥臂的上桥臂和第一桥臂的下桥臂，第二桥臂具有第二桥臂的上桥臂和第二桥臂的下桥臂；DSP运算单元可以计算出单相四象限整流器在正常状态下，未补偿死区时间时的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比、死区时间等效占空比。可以根据三角载波峰值UTm、调制波采样值UR和三角载波周期T，计算出正常状态下单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比d1＝(UTm-UR)/2UTm；同时，根据三角载波峰值UTm、调制波采样值UR和三角载波周期T，计算出正常状态下单相四象限整流器中的第二桥臂的占空比d2＝(UTm+UR)/2UTm；并且，根据三角载波周期T和死区时间td，计算出死区时间等效占空比dt＝td/T。
步骤103、根据各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，生成PWM脉冲信号，以使单相四象限整流器根据PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
其中，步骤103的具体实现方式为：
步骤1031、根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比；
步骤1032、根据更新后的第一桥臂的占空比和更新后的第二桥臂的占空比，生成PWM脉冲信号，以使单相四象限整流器根据PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
在本实施例中，具体的，PWM产生单元可以根据各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，去生成PWM脉冲信号，从而使得单相四象限整流器中的PWM产生单元根据PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
具体来说，可以根据单相四象限整流器的输入电流的电流流向，将死区时间等效占空比，分别叠加到单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比中，从而确定出更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比；然后，PWM产生单元就可以更新后的第一桥臂的占空比和更新后的第二桥臂的占空比，去生成PWM脉冲信号，从而使得单相四象限整流器根据PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
其中，步骤1031的具体实现方式为：确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值是否大于零；
若大于零，则判断单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变；若三角载波处于顶峰下降区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比；
若小于零，则判断单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比；若三角载波处于顶峰下降区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变。
具体来说，根据单相四象限整流器的输入电流的电流流向，将死区时间等效占空比，分别叠加到单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比中，从而确定出更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比的过程中，首先，需要确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值是否大于零。
然后，若确定电流采样值大于零，那么则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的下桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的上桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比；从而此时，在确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值为正，即大于零的时候，由于中只有第一桥臂的下桥臂和第二桥臂的上桥臂正常工作，从而在三角载波周期内只对第一桥臂的下桥臂和第二桥臂的上桥臂，在开通时间内进行补偿。从而，在确定电流采样值大于零的时候，首先，判断单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比，即更新后的第一桥臂的占空比为d1-2dt，且保持第二桥臂的占空比不变，即更新后的第二桥臂的占空比为d2；若三角载波处于顶峰下降区，则保持第一桥臂的占空比不变，即更新后的第一桥臂的占空比为d1，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比，即更新后的第二桥臂的占空比为d2+2dt。
若确定电流采样值小于零，那么则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的上桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的下桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比；从而此时，在确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值为负，即小于零的时候，由于中只有第一桥臂的上桥臂和第二桥臂的下桥臂正常工作，从而在三角载波周期内只对第一桥臂的上桥臂和第二桥臂的下桥臂，在开通时间内进行补偿。从而，在确定电流采样值小于零的时候，首先判断单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则保持第一桥臂的占空比不变，即更新后的第一桥臂的占空比为d1，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比，即更新后的第二桥臂的占空比为d2-2dt，；若三角载波处于顶峰下降区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比，即更新后的第一桥臂的占空比为d1+2dt，且保持第二桥臂的占空比不变，即更新后的第二桥臂的占空比为d2。
从而PWM产生单元可以根据更新后的第一桥臂的占空比和更新后的第二桥臂的占空比，产生PWM脉冲信号，进而根据PWM脉冲信号驱动单相四象限整流器中的各功率开关器件进行开通。
本实施例通过获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间；根据三角载波参数和死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比；根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比；根据更新后的第一桥臂的占空比和更新后的第二桥臂的占空比，生成PWM脉冲信号，以使单相四象限整流器根据PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。从而提供了一种新的单相四象限整流器死区补偿方法，从而只需要采样单相四象限整流器的输入电流，不需要额外的硬件，从而降低了死区补偿的成本；同时，对死区补偿的时候采用的补偿量，根据三角载波处于波谷上升区还是顶峰下降区，去进行死区补偿，从而可以保证死区补偿及时却又不会过度补偿；并且，只需要根据采样的单相四象限整流器的输入电流方向进行死区补偿，且一个三角载波周期内只补偿一次，不会过度补偿；采用本方案提供的方法，可以充分利用不规则采样方法，利用半个三角载波周期更新一次占空比的优势，及时的对死区效应进行补偿，控制准确、且补偿精度较高。
图5为本发明实施例二提供的单相四象限整流器死区补偿装置的结构示意图，如图5所示，本实施例提供的装置，包括：
采样单元21，用于获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间；
DSP运算单元22，用于根据三角载波参数和死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比；
PWM产生单元23，用于根据各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，生成PWM脉冲信号，以使单相四象限整流器根据PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
三角载波参数包括了三角载波峰值和三角载波周期；调制波参数包括了调制波采样值；相应的，DSP运算单元22，具体用于：
根据三角载波峰值UTm、调制波采样值UR和三角载波周期T，确定单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比d1＝(UTm-UR)/2UTm、第二桥臂的占空比d2＝(UTm+UR)/2UTm；
根据三角载波周期T和死区时间td，确定死区时间等效占空比dt＝td/T。
PWM产生单元23，包括：
更新子单元231，用于根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比；
PWM产生子单元232，用于根据更新后的第一桥臂的占空比和更新后的第二桥臂的占空比，生成PWM脉冲信号，以使单相四象限整流器根据PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
更新子单元231，具体用于：
确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值是否大于零；
若大于零，则判断单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变；若三角载波处于顶峰下降区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比；
若小于零，则判断单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比；若三角载波处于顶峰下降区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变。
更新子单元231，具体用于：
若电流采样值大于零，则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的下桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的上桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比；
若电流采样值小于零，则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的上桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的下桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比。
本实施例的单相四象限整流器死区补偿装置可执行本发明实施例一提供的单相四象限整流器死区补偿方法，其实现原理相类似，此处不再赘述。
本实施例通过获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和和死区时间；根据三角载波参数、调制波参数和死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比；根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比；根据更新后的第一桥臂的占空比和更新后的第二桥臂的占空比，生成PWM脉冲信号，以使单相四象限整流器根据PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。从而提供了一种新的单相四象限整流器死区补偿方法，从而只需要采样单相四象限整流器的输入电流，不需要额外的硬件，从而降低了死区补偿的成本；同时，对死区补偿的时候采用的补偿量，根据三角载波处于波谷上升区还是顶峰下降区，去进行死区补偿，从而可以保证死区补偿及时却又不会过度补偿；并且，只需要根据采样的单相四象限整流器的输入电流方向进行死区补偿，且一个三角载波周期内只补偿一次，不会过度补偿；采用本方案提供的方法，可以充分利用不规则采样方法，利用半个三角载波周期更新一次占空比的优势，及时的对死区效应进行补偿，控制准确、且补偿精度较高。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种单相四象限整流器死区补偿方法，其特征在于，包括：
获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间；
根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比；
根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，生成脉冲宽度调制PWM脉冲信号，以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三角载波参数包括：三角载波峰值和三角载波周期；所述调制波参数，包括：调制波采样值；
相应的，所述根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，包括：
根据所述三角载波峰值UTm、所述调制波采样值UR和所述三角载波周期T，确定单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比d1＝(UTm-UR)/2UTm、第二桥臂的占空比d2＝(UTm+UR)/2UTm；
根据所述三角载波周期T和所述死区时间td，确定所述死区时间等效占空比dt＝td/T。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，生成PWM脉冲信号，以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通，包括：
根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比；
根据所述更新后的第一桥臂的占空比和所述更新后的第二桥臂的占空比，生成PWM脉冲信号，以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比，包括：
确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值是否大于零；
若大于零，则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变；若三角载波处于顶峰下降区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比；
若小于零，则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比；若三角载波处于顶峰下降区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比，包括：
若所述电流采样值大于零，则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的下桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的上桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比；
若所述电流采样值小于零，则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的上桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的下桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比。
6.一种单相四象限整流器死区补偿装置，其特征在于，包括：
采样单元，用于获取单相四象限整流器运行过程中的三角载波参数、调制波参数和死区时间；
DSP运算单元，用于根据所述三角载波参数、所述调制波参数和所述死区时间，确定单相四象限整流器中的各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比；
PWM产生单元，用于根据所述各桥臂的占空比、以及死区时间等效占空比，生成PWM脉冲信号，以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述三角载波参数包括：三角载波峰值和三角载波周期；所述调制波参数，包括：调制波采样值；
相应的，所述DSP运算单元，具体用于：
根据所述三角载波峰值UTm、所述调制波采样值UR和所述三角载波周期T，确定单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比d1＝(UTm-UR)/2UTm、第二桥臂的占空比d2＝(UTm+UR)/2UTm；
根据所述三角载波周期T和所述死区时间td，确定所述死区时间等效占空比dt＝td/T。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述PWM产生单元，包括：
更新子单元，用于根据单相四象限整流器中的第一桥臂的占空比、第二桥臂的占空比以及死区时间等效占空比，确定更新后的第一桥臂的占空比、和更新后的第二桥臂的占空比；
PWM产生子单元，用于根据所述更新后的第一桥臂的占空比和所述更新后的第二桥臂的占空比，生成PWM脉冲信号，以使所述单相四象限整流器根据所述PWM脉冲信号控制单相四象限整流器中各功率开关器件的开通。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述更新子单元，具体用于：
确定单相四象限整流器的输入电流的电流采样值是否大于零；
若大于零，则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变；若三角载波处于顶峰下降区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比；
若小于零，则判断所述单相四象限整流器的三角载波处于波谷上升区或顶峰下降区，若三角载波处于波谷上升区，则保持第一桥臂的占空比不变，且确定更新后的第二桥臂的占空比为第二桥臂的占空比减去二倍的死区时间等效占空比；若三角载波处于顶峰下降区，则确定更新后的第一桥臂的占空比为第一桥臂的占空比加上二倍的死区时间等效占空比，且保持第二桥臂的占空比不变。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述更新子单元，具体用于：
若所述电流采样值大于零，则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的下桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的上桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比；
若所述电流采样值小于零，则根据第一桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第一小臂的上桥臂的占空比为更新后的第一桥臂的占空比，并根据第二桥臂的占空比和死区时间等效占空比，确定第二小臂的下桥臂的占空比为更新后的第二桥臂的占空比。
CN201610556089.9A 2016-07-14 2016-07-14 单相四象限整流器死区补偿方法和装置 Active CN106100393B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610556089.9A CN106100393B (zh) 2016-07-14 2016-07-14 单相四象限整流器死区补偿方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610556089.9A CN106100393B (zh) 2016-07-14 2016-07-14 单相四象限整流器死区补偿方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106100393A true CN106100393A (zh) 2016-11-09
CN106100393B CN106100393B (zh) 2018-11-20

Family

ID=57220708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610556089.9A Active CN106100393B (zh) 2016-07-14 2016-07-14 单相四象限整流器死区补偿方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106100393B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107994786A (zh) * 2017-11-28 2018-05-04 合肥华耀电子工业有限公司 一种多脉冲整流器
CN110836634A (zh) * 2019-09-16 2020-02-25 南京理工大学 可适应多种光束的四象限探测器标定方法
CN113270996A (zh) * 2021-04-07 2021-08-17 中国第一汽车股份有限公司 一种抑制窄脉冲的pwm调制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102522912A (zh) * 2012-01-06 2012-06-27 西安龙腾新能源科技发展有限公司 双极性spwm调制方式的自适应死区补偿方法
CN103607105A (zh) * 2013-11-01 2014-02-26 四川长虹电器股份有限公司 一种死区补偿控制方法及系统
JP2015077061A (ja) * 2013-10-11 2015-04-20 オムロン株式会社 インバータ装置、パワーコンディショナ、発電システム及び、インバータ装置の制御方法
CN104868775A (zh) * 2015-06-12 2015-08-26 阳光电源股份有限公司 一种pwm调制方法、pwm驱动控制系统和桥式逆变器
CN104901577A (zh) * 2015-06-03 2015-09-09 安庆师范学院 一种三相逆变器死区时间在线调整及补偿方法
CN104917419A (zh) * 2015-07-01 2015-09-16 上海中科深江电动车辆有限公司 三相逆变器的死区补偿方法及装置
US20160013720A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Power supply circuit
CN105576993A (zh) * 2016-01-12 2016-05-11 上海吉亿电机有限公司 一种变频器死区补偿方法及补偿系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102522912A (zh) * 2012-01-06 2012-06-27 西安龙腾新能源科技发展有限公司 双极性spwm调制方式的自适应死区补偿方法
JP2015077061A (ja) * 2013-10-11 2015-04-20 オムロン株式会社 インバータ装置、パワーコンディショナ、発電システム及び、インバータ装置の制御方法
CN103607105A (zh) * 2013-11-01 2014-02-26 四川长虹电器股份有限公司 一种死区补偿控制方法及系统
US20160013720A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Power supply circuit
CN104901577A (zh) * 2015-06-03 2015-09-09 安庆师范学院 一种三相逆变器死区时间在线调整及补偿方法
CN104868775A (zh) * 2015-06-12 2015-08-26 阳光电源股份有限公司 一种pwm调制方法、pwm驱动控制系统和桥式逆变器
CN104917419A (zh) * 2015-07-01 2015-09-16 上海中科深江电动车辆有限公司 三相逆变器的死区补偿方法及装置
CN105576993A (zh) * 2016-01-12 2016-05-11 上海吉亿电机有限公司 一种变频器死区补偿方法及补偿系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107994786A (zh) * 2017-11-28 2018-05-04 合肥华耀电子工业有限公司 一种多脉冲整流器
CN110836634A (zh) * 2019-09-16 2020-02-25 南京理工大学 可适应多种光束的四象限探测器标定方法
CN110836634B (zh) * 2019-09-16 2021-09-03 南京理工大学 可适应多种光束的四象限探测器标定方法
CN113270996A (zh) * 2021-04-07 2021-08-17 中国第一汽车股份有限公司 一种抑制窄脉冲的pwm调制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106100393B (zh) 2018-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. A digital power factor correction (PFC) control strategy optimized for DSP
Monteiro et al. Model predictive control applied to an improved five-level bidirectional converter
Han et al. Stability analysis of digital-controlled single-phase inverter with synchronous reference frame voltage control
Celikovic et al. Modeling of capacitor voltage imbalance in flying capacitor multilevel dc-dc converters
CN106208737B (zh) 基于三次谐波注入矩阵变换器的模型预测电流控制方法
US8120347B1 (en) Sample and hold circuit and method for maintaining unity power factor
CN106100393A (zh) 单相四象限整流器死区补偿方法和装置
AU2012327188B2 (en) Inverter circuit and control method of inverter circuit, inverter circuit control device
CN108667124B (zh) 用于3电平逆变器的多状态pwm命令
Shen et al. Finite control set model predictive control with feedback correction for power converters
JP2019129652A (ja) Ｄｃ・ａｃ変換器の制御装置
Mekhilef et al. Modeling of three-phase uniform symmetrical sampling digital PWM for power converter
CN102364864A (zh) 用于峰值电流模式逆变器的pwm控制电路及其控制方法
Rodriguez-Rodrıguez et al. Current-sensorless control of an SPWM H-Bridge-based PFC rectifier designed considering voltage sag condition
CN108604867A (zh) 电力变换装置
Comacchio et al. Asymmetric Digital Dual-Edge Modulator for Dynamic Performance Improvement of Multiloop-Controlled VSI
CN103208940A (zh) 一种基于svpwm的三相逆变器无死区控制方法
CN104124858B (zh) 一种正弦脉冲宽度调制pwm逻辑竞争的抑制方法
Fehr et al. Experimental evaluation of PWM-methods for modular multilevel converters
Tallam et al. Practical issues in the design of active rectifiers for AC drives with reduced DC-link capacitance
Jiang et al. Analysis and improvement on input current of one-cycle controlled PFC converter
CN102540907B (zh) 并联型数模综合仿真系统接口和物理仿真子系统接口
CN108631638B (zh) 一种单相逆变器的改进模型预测控制方法
CN103166224B (zh) 一种三相四线制并联有源电力滤波器输出电感优化方法
Zulkifli et al. MATLAB-Simulink Controller Design For Arduino Target On Ac Motor Control Application

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant