85、电力电子技术中的创新控制与分析方法

电力电子技术中的创新控制与分析方法

一、双端变换器的新型死区控制方法

1.1 双端变换器概述

DC 变换器根据磁滞回线的工作区域可分为单端变换器和双端变换器。单端变换器的磁芯在磁滞回线的第一象限工作，而双端变换器的磁芯在第一和第三象限工作。像推挽、半桥和全桥电路都属于双端 DC 变换器。相较于单端 DC 变换器，双端变换器提高了磁芯利用率，取消了复位电路，增强了磁芯的抗饱和能力，但磁偏仍是这类拓扑的致命问题。

磁偏会带来诸多问题，如增加功率变压器和开关的开关损耗，加重功率变压器的噪声，使磁芯在一个方向深度饱和，导致单向磁化电流增加，甚至损坏功率管。变压器磁芯偏置的原因是一个周期内两个方向的伏秒面积不相等，这可能是由于变压器绕组上正负电压不同，或者正负电压作用时间不对称（给定的驱动波形不对称）。

1.2 EPWM 模块原理

EPWM（增强型脉冲宽度调制器）模块由时基（TB）模块、计数器比较（CC）模块、动作限定（AQ）模块、死区（DB）模块、PWM 斩波（PC）模块、事件触发（ET）模块和跳闸区（TZ）模块等组成。正常生成 PWM 波形需要 TB、CC、AQ、DB 和 ET 模块。通过配置这些模块，可以生成两个独立且互补的 PWM 波形。EPWM 无死区和有死区控制的输出控制模型各有特点。

1.3 死区控制的调整过程

双端逆变器上下管的导通时间必须对称。若直接使用带死区的对称管 PWM 输出，对称管可能互补，但导通时间不一定相等，无法满足要求。使用两个独立的 PWM 控制可以实现两通道导通时间相等，还能通过不断调整增加延迟时间，以确保两管相对对称，但仍可能因某些中断或干扰而不对称。