[发明专利]一种抛物线电流控制的死区补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抛物线电流控制的死区补偿方法。

背景技术

应用对动态性能要求较高的电压型PWM变换器时，一般采用电流跟踪控制。电流跟踪控制常采用滞环控制方法，滞环控制稳定性高、响应速度快，但开关频率变化大。

《抛物线法电流跟踪脉宽调制控制器》(专利号：200410075770.9)通过引入一对抛物线载波作为电流误差的边界，实现了开关频率的恒定。为了避免桥臂的直通，通常会在开关管开通前设置一定的死区时间，死区时间的加入，会影响到电流的跟踪精度以及开关频率的恒定。

现有的死区补偿技术无法在抛物线电流控制中使用。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种抛物线电流控制的死区补偿方法，本方法在有效避免桥臂直通的情况下，提高电流跟踪精度并保持开关频率恒定。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抛物线电流控制的死区补偿方法，采用的补偿电路包括依次连接的死区补偿器、抛物线电流控制器、PWM信号发生单元、驱动电路、电压变换器桥臂、电感、负载或电源，死区补偿器连接有方向检测单元、偏移量产生单元，其步骤包括：

(1)方向检测单元检测变换器的输出电流方向，判定需要调整电流误差信号的上升或下降部分；偏移量产生单元产生需要的偏移量；

(2)死区补偿器结合输出电流方向和偏移量，对接收的电流误差信号叠加相应的偏移量,生成改进后的电流误差信号；

(3)抛物线电流控制器根据死区补偿器输出的改进后的信号，生成相应的抛物线载波；

(4)对原电流误差信号进行改进，在原电流误差曲线叠加一偏移量，使电流误差与抛物线载波的相交时刻提前，设置该提前的时间间隔为死区时间，以抵消死区的影响；

(5)PWM信号发生单元生成相应的PWM开关信号，通过驱动电路驱动变换器桥臂的开关动作。

所述步骤(2)中，当输出电流小于0时，原电流误差信号的下降部分起点需要比开关信号的下降沿延迟一个死区时间。

当输出电流小于0时，引入电流误差偏移量Δv₂，构成改进后的电流误差信号，即在原电流误差信号的上升部分叠加Δv₂，使电流误差与抛物线载波的相交时刻提前，并且设置该提前的时间间隔正好为死区时间，则电压源型变换器桥臂的开关管的下管的开关信号提前给出以抵消死区的影响；同时，在下管关断时上管立即导通电流，则开关信号S转换的上升沿不需要加入死区时间，即原电流误差信号的下降部分不需要调整。

所述步骤(2)中，当输出电流大于0时，原电流误差信号的上升部分起点需要比开关信号的上升沿延迟一个死区时间。

当输出电流大于0时，引入电流误差偏移量-Δv₂，构成改进后的delta信号，即在原电流误差信号的下降部分叠加-Δv₂，使电流误差与抛物线载波的相交时刻提前，并且设置该提前的时间间隔正好为死区时间，则电压源型变换器桥臂的开关管的上管的开关信号提前给出以抵消死区的影响；同时，在上管关断时下管立即导通电流，则开关信号S转换的下降沿不需要加入死区时间，即原电流误差信号的上升部分不需要调整。

所述改进后的电流误差信号函数表达式为：δ_offset(t)＝δ(t)+Δv₂＝δ(t)+F_PA(t_DT)，其中，δ(t)＝i_L(t)-i_ref(t)，F_PA(t)＝(T^*/2L)*(U_p-U_n)*[t/T^*-(t/T^*)²]，0≤t≤T^*；i_L为电感电流，i_ref为指令电流，U_p为变换器主电路直流侧正母线电压；U_n为变换器主电路直流侧负母线电压；T^*为开关周期；L为变换器主电路输出点与负载或电源之间的串联电感值；t_DT为死区时间；Δv₂为电流小于0时的电流误差偏移量。