载波周期内多脉冲脉宽调制方法

本发明涉及功率半导体脉宽调制，尤其涉及一种载波周期内多脉冲脉宽调制方法。

背景技术：

1、脉宽调制技术是针对逆变电路功率全控器件的通断进行控制，使输出端获得交流电压脉冲，脉冲的基本分量是期望的电压信号。按一定的规则改变各脉冲的宽度，既可调节逆变电路输出基波电压的幅值，也可改变基波电压的频率。按输出脉冲电压的极性分类，脉宽调制可分为单极性调制与双极性调制模式两种。双极性脉宽调制采用正负交变的双极性三角载波信号与调制波比较直接得到双极性的脉宽调制脉冲，虽然不需要倒相电路，但为了防止桥臂直通，需在桥臂上下开关管驱动信号之间插入死区时间。单极性脉宽调制由同极性的三角波载波与调制波比较，产生单极性的脉宽脉冲，同桥臂上下开关管驱动信号之间的死区时间只需在输出电流过零处添加。

2、单极性脉宽调制在半个基波周期内载波只在一个方向变换, 所得脉冲波形也只在一个方向变化, 而双极性脉宽调制在半个基波周期内载波在两个方向变化, 所得pwm波形也在两个方向变化，因此单极性调制相比双极性调制对逆变电路外部感性元件的充放电速率要低，这也使得电流的纹波能更小。但是不管是单极性调制还是双极性调制在一个载波周期对外部感性元件充放电次数只有一次，这不利于外部电流纹波的降低，同时引起负载参数如电压、转矩等的波动。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，克服传统脉宽调制在一个载波周期内对逆变侧感性元件电流充放电次数少引起负载参数波动的问题。

2、为解决技术问题，本发明的解决方案是：提供一种能够避免输出电流变化速率过快的载波周期内多脉冲脉宽调制方法。

3、三角载波采用等腰三角波，其等腰三角波的上下限分别为+a/2与-a/2。

4、基波调制信号为m，m幅值小于a，构造两组调制信号。

5、第一组是[m+（a-m）/2]/2与-[m+（a-m）/2]/2；

6、第二组是[（a-m）/2]/2与-[（a-m）/2]/2。

7、基波调制信号[m+（a-m）/2]/2与三角载波比较，若基波调制信号大于三角载波信号,则输出1,反之输出0，由此获得脉冲信号pwm11。

8、基波调制信号-[m+（a-m）/2]/2与三角载波比较，若基波调制信号大于三角载波信号,则输出1,反之输出0，由此获得脉冲信号pwm12。

9、基波调制信号[（a-m）/2]/2与三角载波比较，若基波调制信号大于三角载波信号,则输出1,反之输出0，由此获得脉冲信号pwm21。

10、基波调制信号-[（a-m）/2]/2与三角载波比较，若基波调制信号大于三角载波信号,则输出1,反之输出0，由此获得脉冲信号pwm22。

11、脉冲信号pwm11与pwm12经异或处理后获得脉冲信号pwma。

12、脉冲信号pwm21与pwm22经异或处理后获得脉冲信号pwmb。

13、冲信号pwma与pwmb经异或处理后获得脉冲信号pwmc。

14、利用h桥拓扑以及脉冲信号pwmc；

15、开环控制时要求h桥拓扑直流侧电压值为a，闭环控制时要求控制器饱和值的绝对值也a；

16、当m>0时h桥拓扑逆变侧可输出最终的调制脉宽电压为直流侧电压值*pwmc；

17、当m<0时h桥拓扑逆变侧可输出最终的调制脉宽电压为直流侧电压值*pwmc*(-1)。

技术特征：

1.一种载波周期内多脉冲脉宽调制方法，其特征在于，让h桥拓扑逆变电路在开环控制时直流侧电压值设为a，在闭环控制时控制器饱和值的绝对值也设为a；

技术总结本发明公布了一种载波周期内多脉冲脉宽调制方法，此方法适用于H桥拓扑逆变单元，可由微处理器与数字电路相结合的控制系统实现。利用微处理器四个增减模式定时器构造四个同频率同相位的三角载波，同时根据基波调制信号与逆变单元控制方式构造两组共四个调制信号，各调制信号与定时器比较输出四路PWM信号。以输出逆变电压基波调制电压不变原则，数字电路对微处理器输出的PWM信号逻辑处理后获得各全控管开关信号。本发明公布的脉宽调制方法能够弥补传统单双极性调制在一个载波周期对外部感性元件充放电次数只有一次的缺陷，使得输出电流纹波更小，负载运行更平稳。技术研发人员：宋春伟,何金龙,李刚受保护的技术使用者：中国计量大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25