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一种优化开关模式单相SVPWM技术
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易龙强罗孝龙
【摘?要】为降低单相逆变电源的开关损耗,将三相开关模式优化SVPWM思想应用于单相PWM逆变电源,并给出了该技术的实现方法。实验与理论证明单相优化SVPWM技术较以往传统SPWM逆变算法可降低50%开关损耗。
【关键词】逆变器;SVPWM;
1.引言
众所周知,三相开关模式优化SVPWM技术开关损耗只有普通开关模式的66.6%,可以有效降低逆变电源的开关损耗、减少逆变器散热片设计尺寸。鉴于开关模式优化SVPWM技术的显著优点,本文将该技术应用至单相PWM逆变电源。相比传统单相SPWM技术,该技术可有效降低逆变开关器件的开关损耗。
2.单相PWM逆变器逆变电压矢量分析
是SVPWM算法的脉宽调制比,可见逆变电源母线电压V制约了逆变输出的最大线电压峰值。按图7分配矢量即可实现单相SVPWM技术。
5.单相开关模式优化SVPWM技术
与三相SVPWM类似,通过逆变输出零电压矢量时间分配与位置的分配,可得开关模式优化SVPWM技术。
图8给出了单相SVPWM第一区间的两种可能的开关模式优化矢量分布图。作为对比,图中模式I.即为图7开关模式。以模式II.为例,优化开关模式如图9所示。
图中a、b对应每个PWM周期开关器件的状态,每个PWM周期只有一个开关动作,即优化后的SVPWM只有原开关模式I.开关损耗的50%。因此,开关模式优化SVPWM技术降低了逆变电源开关器件的开关损耗。
6.实验
利用TI的DSP控制器及相关IGBT、驱动电路等外围辅助电路,按图1构建单相全桥PWM逆变器作为算法的实验平台。逆变器输出外接单相逆变变压器与滤波电容。实验电路参数为:母线电压V=120V;逆变变压器变比N=110V:60V;滤波电容C=10μF。SVPWM算法参数为:调制频率f=50Hz;PWM载波频率f=5kHz;脉宽调制比M=1。
图10与图11中通道1、2、M分别为单相开关模式优化SVPWM(模式II.)控制下与传统开关模式(模式I.)下,逆变桥输出v(t)与v(t)波形以及v(t)波形。可见,优化后的SVPWM波形上开关管的开关次数明显小于未优化过的SVPWM波形。
7.结论
给出了一种单相开关模式优化SVPWM算法及其实现方法,有效降低了单相逆变电源的開关损耗。研究表明,开关模式优化后的SVPWM算法,在单相逆变电源中,较传统模式可节约50%逆变开关损耗。这是传统单相PWM逆变控制算法难以达到的控制效果。因此,在单相逆变电源中具有极高的工程实用价值。
Reference:
[1]ZhenyuYu.Space-VectorPWMWithTMS320C24x/F24xUsingHardwareandSoftwaveDeterminedSwitchingPatterns[R].TexasInstrumentsLiteratureNumberSPRA524,1999.
[2]易龙强,戴瑜兴.SVPWM技术在单相逆变电源中的应用.电工技术学报,2007,22(9),112-127.
[3]易龙强,戴瑜兴.基于DSP的单相SVPWM技术与零序信号分析.电子学报,2007,35(12),2289-2293.
[4]TIInstruments.TMS320LF/LC240xADSPControllersSystemandPeripheralsReferenceGuide(Rev.B)[R].TexasInstrumentsLiteratureNumberSPRU357B,2001.
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