[发明专利]一种PWM调制中窄脉冲的消除方法

说明书

本发明提供一种PWM调制中窄脉冲的消除方法，包括窄脉冲消除电路，其中，所述窄脉冲消除电路包括第一信号输入端、第二信号输入端和输出信号端，第一信号输入端输入初始PWM信号(PWM_IN)，所述第二信号输入端输入三角载波同步逻辑信号(Delta_IN)，所述输出端输出实现窄脉冲消除后的PWM信号(PWM_OUT)，所述初始PWM信号和所述三角载波同步逻辑信号由调制信号经过三角载波后生成。本发明的技术实现成本低，且没有复杂的运算，实现方案可靠，不会对设备带来任何可能的安全危害。同时由于电路中逻辑电路的环节很少，整个电路的延时非常短，几乎不会对PWM信号造成延时，从而对输出波形的控制没有任何不良影响。

技术领域

本发明涉及电力有源滤波器、SVG、逆变器、PFC、变频器等用到PWM调制方法的系统领域，特别涉及一种PWM调制中窄脉冲的消除方法。

背景技术

在电力有源滤波器(APF)、SVG、逆变器、PFC、变频器等电力电子设备中，脉冲宽度调制(PWM)技术得到广泛应用，其基本原理是调制波和三角载波进行比较，从而产生控制电力电子器件的PWM信号。一般会采用固定三角载波的频率，调制波为通过一定的算法计算出的波形，通过控制调制波就可以实现设备输出电流或电压达到期望大小。

当前在以上几种设备的应用中，PWM调制的实现一般是通过数字处理器实现的。由于数字处理器处理速度限制，实际调制波的采样频率和开关频率一般处于同一个数量级，传统的实现方法是在三角载波的一个周期内，上升阶段和下降阶段只会进行一次调制波和三角载波的比较，从而实现固定开关频率的PWM输出。但是随着更高速计算芯片如高速FPGA的出现，运算速度能得到大大提升，一般很容易达到M级的采样频率，而由于电力电子器件开关速度的限制，实际开关频率一般在10到20kHZ之间，这样在一个开关周期内会出现数次调制波和三角载波的比较，此时如果调制波中有高频纹波或在APF应用场合调制波里可能会出现高频信号，会很容易导致调制波和载波在一个开关周期内出现多次交截的情况。如图1所示，在三角载波3的前半周期，当调制波2数据与三角载波3数据第一次相等即在点C1处时，PWM波2由高变低，接着由于调制波2数据和三角载波3数据的更新，调制波2数据更新到C2，这样会使调制波2与三角载波3二次交截，产生窄脉冲，三角载波的后半周期可以进行同样的分析。

如前所述的窄脉冲的出现不但会容易造成电力电子器件的损坏，而且由于窄脉冲是在固定开关周期内产生的，会造成电力电子器件实际开关频率高于额定频率，从而在易损坏电力电子器件的同时也会带来额外的高频干扰和噪声，在输出波形中也会叠加很高次的谐波，所以必须对这种窄脉冲加以抑制。

当前流行的针对前述窄脉冲的抑制方法有两种，一种是通过调制波和三角载波产生第一次交截后进行计数，如果在三角载波的前半周期或后半周期内又产生了第二次交截则忽略这次比较；第二种方法是限制调制波更新后数据的大小使得如图1中C1、C2连成的直线的斜率小于三角载波的上升斜率，即可避免调制波与三角载波的二次交截，从而避免产生窄脉冲。这两种方法均需要占用很大的计算资源，实现比较复杂，而且由于FPGA时序需要同步，如果处理不慎，很容易造成某些窄脉冲限制功能的失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效消除PWM调制过程中由于在一个开关周期内PWM多次调制带来的窄脉冲，且电路结构简单，占用计算资源少，可以十分可靠的实现窄脉冲的消除。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种PWM调制中窄脉冲的消除方法，包括窄脉冲消除电路，其中，所述窄脉冲消除电路包括第一信号输入端、第二信号输入端和输出信号端，第一信号输入端输入初始PWM信号，所述第二信号输入端输入三角载波同步逻辑信号，所述输出端输出实现窄脉冲消除后的PWM信号，所述初始PWM信号和所述三角载波同步逻辑信号由调制信号经过三角载波后生成。