[发明专利]一种SiC MOSFET逆变器用在线自适应死区消除方法

说明书

本发明涉及一种SiC MOSFET逆变器用在线自适应死区消除方法，属于逆变器PWM控制领域，该方法通过在线实时计算电流纹波判断电流所处区域，进行死区消除，具体包含如下步骤：S1：在线检测三相逆变器输出电压、电流以及直流母线电压；S2：判断三相逆变器中桥臂电流的方向并确定桥臂电流的过零区域；S3：在桥臂电流非过零区域消除死区，并在桥臂电流过零区域恢复死区。本发明方法通过在线自适应算法计算出过零区域宽度，实现了整个调制周期内死区效应的有效消除，且算法简单，受器件非理想开关特性和负载参数影响较小，无需外加硬件检测电路，有效地节约了开发成本。

技术领域

本发明属于逆变器PWM控制领域，涉及一种SiC MOSFET逆变器用在线自适应死区消除方法。

背景技术

SiC MOSFET以其高开关频率、低通态电阻和高热传导率优点，成为高频、高温、高功率密度逆变器的理想选择。为防止逆变器同一桥臂上下开关管产生直通现象，需要在PWM驱动信号中加入死区时间，而死区时间将影响逆变器的输出性能，引起输出电压畸变，降低系统稳定性。因此对死区效应抑制方法的研究具有重要的意义。

现有的死区效应抑制方法大多采用死区补偿方法，通过实时计算由死区造成的电压误差，对误差电压进行补偿。由于受功率器件非理想开关特性和负载参数变化的影响，补偿电压难以准确计算，导致死区效应补偿效果不佳。另一种死区效应抑制方法是死区消除方法，该方法能完全消除死区，从根本上解决死区影响问题。虽然在死区消除方法的基础上，目前也提出了采用硬件检测电路来确定电流极性和电流过零区域的方法，但这些方法要么增加了硬件成本，要么难以准确检测出过零区域宽度。因此，有必要研究一种电路简单并能准确检测出电流过零区域宽度的死区消除方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种SiC MOSFET逆变器用在线自适应死区消除方法，通过自适应计算过零区域宽度，有效消除死区效应。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种SiC MOSFET逆变器用在线自适应死区消除方法，该方法通过在线实时计算电流纹波判断电流所处区域，进行死区消除，具体包含如下步骤：

S1：在线检测三相逆变器输出电压、电流以及直流母线电压；

S2：判断三相逆变器中桥臂电流的方向并确定桥臂电流的过零区域；

S3：在桥臂电流非过零区域消除死区，并在桥臂电流过零区域恢复死区。

进一步，步骤S1具体包含如下步骤：

S11：设定控制器的模数转化器采样频率，对电压电流信号进行采样并转换为数字信号输入控制器；

S12：控制器对输入的采样信号进行数模转换，将数据转换为具有物理含义的采样信号；

S13：利用数字一阶低通滤波算法对采样信号进行滤波处理，消除采样信号中的高频噪声信号。

进一步，步骤S2具体包含如下步骤：

S21：判断桥臂电流的方向，设定电流流出桥臂为正，流入桥臂为负；

S22：根据直流母线电压、三相逆变器输出电压、输出滤波电感、PWM开关频率及调制信号实时在线计算正向电流纹波和负向电流纹波，满足：

式中，Δi_L+表示正向电流纹波，Δi_L–表示负向电流纹波，U_DC表示直流母线电压，u_out表示三相逆变器输出电压，L表示输出滤波电感，f_s表示PWM开关频率，u_r表示调制信号；

S23：根据电流方向和电流纹波导出负载电流过零区域判断准则，满足：