[发明专利]一种基于PWM触发端电压采样的逆变器死区补偿方法

权利要求书

1.一种基于PWM触发端电压采样的逆变器死区补偿方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)PWM模块配置，配置PWM1、PWM2和PWM3的第一比较寄存器产生逆变器三相桥臂开关管的驱动信号，配置PWM4、PWM5和PWM6的第一比较寄存器和第二比较寄存器用以触发对三相端电压的采样，PWM4、PWM5和PWM6禁止输出；

(2)配置ADC模块，将ADC的16个通道设置成级联模式，使能来自PWM模块的开始转换第一信号和开始转换第二信号，设置每个触发源的触发转换个数为1；

(3)在一个开关周期的开始读取端电压转换值，按照表1对ADC通道重新排序并复位排序器，

表1

表1中U_ar和U_af分别是在A相端电压上升沿和下降沿附近的两次电压采样；U_br和U_bf分别是在B相端电压上升沿和下降沿附近的两次电压采样；U_cr和U_cf分别是在C相端电压上升沿和下降沿附近的两次电压采样；电压采样时刻具体为：

其中：PWMn.CMPA指的是PWM波形上升沿时刻，PWMn.CMPB指的是PWM波形下降沿时刻；t_offset为采样时刻偏移值；T_d为死区时间；T_ton为门极驱动电路对上升沿的延迟时间；T_don为IGBT开启延时；T_fbk为端电压反馈电路的延迟时间，在隔离型逆变器中该时间不可忽略；

(4)对采样得到的三相端电压值进行滤波,滤波算法步骤如下：

a、选取采样得到的A相端电压信号为基准信号，如果基准信号的值从高电平变为低电平并且在α的角度内信号持续保持低电平，就将基准的相位角θ复位到α,θ为A相端电压信号的相位角；

b、如果B相端电压信号和C相端电压信号的边沿没有出现在允许的相位角范围内，则认为边沿为噪声；

c、选b步处理后的B相端电压信号或者C相端电压信号为基准信号，如果基准信号的值从高电平变为低电平并且在α的角度内信号持续保持低电平，就将基准的相位角θ1复位到α,θ1为B相端电压信号或C相端电压信号的相位角；

d、如果A相端电压信号的边沿没有出现在允许的相位角范围内，则认为边沿为噪声；

其中，α经过调试得到，α为A相端电压信号在一个周期内异常低电平的最大持续角度的1.1-1.3倍；允许的相位角范围为理论角度范围加减相位角允许误差；

(5)进行三相电流极性的判断,电流极性判断方法如下：

i是相电流，式中：i_r为端电压上升沿处的电流极性；i_f为端电压下降沿处的电流极性；i_e为一个开关周期内的等效电流极性；U_DC是直流母线电压；U_r为在端电压上升沿附近采样得到的电压；U_f为在端电压下降沿附近采样得到的端电压；电压采样时刻与(3)步的电压采样时刻相同；

(6)进行补偿时间计算，补偿时间T_c计算方法如下：

式中：T_r和T_f分别是根据伏秒平衡原理得到的等效上升时间和等效下降时间，T_d是死区时间；

(7)将步骤(5)中得到的电流极性和步骤(6)中得到的补偿时间代入表达式:

计算补偿电压,

其中，T_c是补偿时间，即理想端电压占空比和实际端电压占空比之间的误差；T_PWM是开关周期，U_DC是直流母线电压，U_D是二极管压降，U_F是IGBT的前向压降，是重新定义的指令电压，范围是–U_DC/2～U_DC/2；

(8)对步骤(7)计算得到的三相补偿电压进行Clarke变换，得到两相静止坐标系下的补偿电压；

(9)对将步骤(8)计算得到的两相静止坐标系下的补偿电压加到两相静止坐标系下的目标电压得到补偿后的目标电压；

(10)以步骤(9)得到的补偿后的目标电压为输入，执行空间矢量脉宽调制策略，得到下一个开关周期三相占空比。