周林,蒋建文,易强,罗眉:PWM控制器的控制方法

内载波在两个方向变化,所得PWM波形也在两个方向变化。根据载波信号同调制信号是否保持同步,PWM控制又可分为同步调制和异步调制。矩形波脉宽调制的特点是输出脉宽列是等宽的,只能控制一定次数的谐波;正弦波脉宽调制的特点是输出脉宽列是不等宽的,宽度按正弦规律变化,输出波形接近正弦波。正弦波脉宽调制也叫SPWM。根据控制信号产生脉宽是该技术的关键。目前常用三角波比较法、滞环比较法和空间电压矢量法

。

使每个脉冲都与三角波的中心对齐,且两侧间隙相等,这样就大大减小了计算量。但这种方法是建立在

图3　自然采样法

,在实际,,通过计算确定各脉这种方法不依赖于三角载波和正弦调制波的比较。该方法可消除特定次数谐波,但其它

],最早由美国学者Keyue.edley和SlobodanCuk提出。其基本思想是:控制开关占空比,在每个周期内使逆变器开关变量的平均值与控制参考电压相等或成一定比例,从而消除稳态和瞬态误差。单周控制法应用于PWM控制器上显示出反应快、抗电源干扰和控制电路简单等独特的优点[3]。

该方法较多应用于电流跟踪控制,其原理如图4所示。滞环比较iref,i分别为参考电流和实际电流。

次谐波不会减少,甚至可能增大。另外三角函数方程求解较难,它也难以应用于实时控制中。

2　滞环比较法

器的环宽为2 I,其中

I为设定的最大电流偏移。i

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　三角波比较法

三角波比较法根据三角载波与正弦调制波的交点来确定逆变器功率开关器件的开关时刻,可以由模拟电子电路、数字电子电路或专用大规模集成电路芯片等硬件实现,也可以用微型计算机通过软件生成SPWM,其原理如图2所示,uref,u分别为参考电压和实际电压。三角波比较法又可分为自然采样法、规则采样法和抑制低次谐波法。单极性自然采样法产生波形方式如图3所示。

自然采样法按照正弦波与三角波的交点进行脉冲宽度与间隙时间的采样,它需在每个周期内准确计算功率器件的导通和关断时间。该方法计算量大,若用查表法则在频率变化大时需要较大的内存空间,所以难以用于实时控制中。

规则采样法则设法

超过iref且偏移达到 I,滞环比较器将控制该相电

路上下桥臂的开通或关断。这样就迫使电流不断跟踪给定电流的波形,仅在允许偏差范围内稍有波动,如图5所示。电流偏差的允许范围可用下式表示:

i-iref ≤ I

(1)

　　此法的优点是硬件电路简单;属于实时控制方式,反应快;不用载波,输出中不含特定频率谐波分量。其不足之处是检测信号的传感器必须是具有宽频带的高性能传感器。

另外,滞环的环宽2 I较难确定。环宽过大时,开关动作频率降低,跟踪误差增大;环宽过窄时,跟

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