[实用新型]一种抛物线电流控制的死区补偿控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种抛物线电流控制的死区补偿控制系统。

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。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种抛物线电流控制的死区补偿控制系统，本控制系统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，本实用新型采用如下技术方案：

一种抛物线电流控制的死区补偿控制系统，包括抛物线电流控制器、死区补偿器、PWM信号发生单元、驱动电路、电压变换器和电感，其中，死区补偿器连接有比较器，比较器对电压变换器输出的电流值大小与0进行比较，输出相应的信号给死区补偿器，死区补偿器对接收的电流误差信号进行调整，其输出端连接抛物线电流控制器，抛物线电流控制器发出相应的抛物线载波信号并传输给PWM信号发生单元，生成的PWM开关信号经过驱动电路驱动电压变化器桥臂后连接电感。

所述电感连接负载或电源。

所述电压变换器包括上、下两个桥臂，上、下桥臂分别包括一个IGBT和二极管，二极管连接在IGBT的集电极与发射极之间。

所述上桥臂的IGBT的发射极连接下桥臂IGBT的集电极。

本实用新型的工作原理为：比较器针对电压变换器输出的电流方向，即电流大于0方向为正，电流小于0方向为负，输出相应的调整量给死区补偿器，死区补偿器接收电流误差信号，对电流误差信号进行改进，根据改进后的参数，由抛物线电流控制器产生抛物线载波，调整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，抵消死区的影响。

本实用新型的有益效果为：

(1)有效避免上下桥臂直通的情况下，提高电流跟踪精度并保持开关频率恒定；

(2)没有死区补偿的情况下，电流跟踪精度的降低会使系统的整体性能降低；

(3)对于并网型逆变器，实际的并网电流不能有效地跟踪系统指令电流，使得实际电流THD降低；

(4)在APF中，如果实际电流的跟踪精度不高，谐波电流会得不到有效的补偿从而降低系统的整体性能；采用该方法后，死区的影响得以消除，系统的性能得到大幅提升。

附图说明

图1为采用抛物线电流控制的电压源型变换器简化电路图；

图2为电流方向不同时同一桥臂的电流流通路径示意图；

图3(a)为当输出电流小于0时抛物线电流控制的死区时间补偿方法原理图；

图3(b)为当输出电流大于0时抛物线电流控制的死区时间补偿方法原理图；

图4为改进后的死区补偿控制系统结构图。

其中：1改进的电流误差信号，2抛物线电流控制器，3开关信号，4电压源型变换器桥臂，5串联电感，6负载或者电源，1-1原电流误差曲线上升部分，1-2原电流误差曲线下降部分，1-1-1改进的电流误差曲线上升部分，1-2-1改进的电流误差曲线下降部分，2-1-1抛物线电流控制中的正的抛物线，2-1-2抛物线电流控制中的负的抛物线，4-1上桥臂，4-2下桥臂，4-1-1上桥臂IGBT(Sp)，4-1-2上桥臂附加二极管，4-2-1下桥臂IGBT(Sn)，4-2-2下桥臂附加二极管。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、4所示，一种抛物线电流控制的死区补偿控制系统，包括抛物线电流控制器、死区补偿器、PWM信号发生单元、驱动电路、电压变换器和电感，其中，死区补偿器连接有比较器，比较器对电压变换器输出的电流值大小与0进行比较，输出相应的信号给死区补偿器，死区补偿器对接收的电流误差信号进行调整，其输出端连接抛物线电流控制器，抛物线电流控制器发出相应的抛物线载波信号并传输给PWM信号发生单元，生成的PWM开关信号经过驱动电路驱动电压变换器桥臂后连接电感。

所述电感连接负载或电源。