對于三相全橋式變流電路,，由于功率開關(guān)管的非理想開關(guān)特性,，同橋臂的兩開關(guān)管容易發(fā)生短路故障。為解決這一問題,，通常的辦法是加入一個死區(qū)時間,，即在一只開關(guān)管關(guān)斷后隔一段時間再開通另一只開關(guān)管。如果提前 關(guān)斷且延遲 開通,，稱為雙邊對稱設(shè)置,。若按時開通,延遲 開通，稱為單邊不對稱設(shè)置,。
死區(qū)對SVPWM波形的影響由諸多因素決定,。主要有：
1．死區(qū)寬度及設(shè)置方法。
2．負(fù)載功率因數(shù)角,。
3.器件開關(guān)規(guī)律(如SVPWM,、SPWM)。
由于SVPWM控制方式較SPWM方式復(fù)雜,，其死區(qū)的影響很難用簡單的傅里葉級數(shù)表達,，公式推導(dǎo)難度較大。而仿真計算簡單易行,，可以大體上反映其規(guī)律,。
SVPWM波形模型
在計算中SVPWM波形模型采用的是TMS320LF2407內(nèi)部硬件支持的單邊不對稱死區(qū)。為簡化計算,，SVPWM波的基波幅值設(shè)為最大,，即矢量頂點的軌跡是正六邊形的內(nèi)切圓(如圖2)。不考慮電流過零點落在死區(qū)內(nèi)的情況,，這種近似帶來的誤差很小,，而且隨載波比的增加而減小。認(rèn)為器件的開關(guān)特性是理想的,。
SVPWM波形模型如圖1所示,，在360度內(nèi)分為6個區(qū)間，由于各區(qū)間內(nèi)脈寬規(guī)律不同,，在6個區(qū)間內(nèi)單獨計算諧波,。6個區(qū)間的諧波累加便可得到SVPWM波形模型的諧波。
給出T0、T1,、T2(圓軌跡下的百分值)公式,，不作詳細(xì)推導(dǎo)：
T0=COS( /6- )
T1=\frac{SIN( /3- )}{SIN +SIN( /3- )}(1-T0)
T2=\frac{SIN }{SIN +SIN( /3- )}(1-T0)
其中 設(shè)T0+T1+T2=1
為合成矢量與T1對應(yīng)矢量夾角
結(jié)果分析
在每個載波周期內(nèi)對SVPWM波模型進行手工積分,，用軟件將結(jié)果計算出來并累加,。計算中不計管壓降，取直流電壓為1,，載波比為6000,，分別計算了負(fù)載功率因數(shù)角為0度、30度,、60度,、90度時死區(qū)寬度對基波及各次諧波的影響。死區(qū)寬度的單位為其相對于載波周期的百分比,，計算出來的是波形的峰值,。
從仿真結(jié)果可以得出一些結(jié)論：
1.在載頻一定的條件下，功率因數(shù)角為0,、30,、60度時基波的幅值會隨不對稱死區(qū)的增大而減小，功率因數(shù)高時基波幅值減小速度較慢,，反之較快,。功率因數(shù)角為90度時基波的幅值會隨不對稱死區(qū)的增大而增大。
2.在載頻一定的條件下,，在各次諧波中,，3次諧波幅值最大，功率因數(shù)角為0度時隨死區(qū)的增大而減小,，功率因數(shù)角為30,、60、90度時隨死區(qū)的增大而增大,。
3.在載頻一定的條件下,，9次諧波幅值隨死區(qū)的增大而減小，但是其絕對量很小,。
4.在載頻一定的條件下,，不對稱設(shè)置的死區(qū)增大時，2,、4,、5、7,、8次諧波的幅值會不同程度的增大,，兩者隨死區(qū)變化的規(guī)律十分近似于增量線性關(guān)系。
5. 在載頻一定的條件下，3的偶次倍數(shù)諧波為零,。
解決方案
可以采用電流補償法對死區(qū)進行補償,，即根據(jù)電流和電壓矢量的位置決定補償方案。死區(qū)期間橋臂中點的電位由電流方向決定,，感性負(fù)載時,，若輸出電流，則下橋臂二極管續(xù)流,，電位為負(fù),。若上橋臂提前關(guān)斷而下橋臂準(zhǔn)時開通，則輸出脈沖正電平少了一個死區(qū)寬度,，負(fù)電平多了一個死區(qū)寬度,，此時若能將正脈寬時間人為的加入一個死區(qū)寬度，則理論上可以完全克服死區(qū)的影響,。但若為輸入電流,，上橋臂提前關(guān)斷而下橋臂準(zhǔn)時開通，死區(qū)期間續(xù)流的為上橋臂二極管,，此時無需對死區(qū)進行補償,。由此可以總結(jié)出電壓矢量與電流矢量的配合的一般規(guī)律：若輸出電流，由0到1的跳變無需補償,，由1到0的跳變要補償高電平,；若輸入電流，由0到1的跳變要補償?shù)碗娖?，?span lang="EN-US" xml:lang="EN-US">1到0的跳變無需補償,。對脈寬的實時補償需要知道電壓矢量相對于T1矢量的夾角，以及電流矢量與電壓矢量夾角,，根據(jù)電流,、電壓矢量確定脈寬補償實時方案。
對于三相電路,，可以將電流矢量的位置劃分為6個60度的區(qū)間,，在每個區(qū)間內(nèi)，應(yīng)補償?shù)娜嚯妷菏噶咳鐖D3所示,。例如,，若A相電流矢量位于-30度到30度的區(qū)間內(nèi)，A相電流為正,，B,、C相電流為負(fù)，A相需要對正脈寬補充一個死區(qū)寬度,，B,、C相需要對負(fù)脈寬補充一個死區(qū)寬度,，即補充的電壓矢量為CBA=001，圖3列出了A相電流矢量位于6個區(qū)間時應(yīng)補償?shù)碾妷菏噶?，此時未考慮電壓矢量與電流矢量的配合問題,。
在TMS320LF2407中，補償脈寬可以通過修改CMPR1,、CMPR2來實現(xiàn),。舉一例說明。若電壓矢量位于45度而電流矢量位于15度,，由圖3可知該載波周期應(yīng)補償?shù)碾妷菏噶繛?span lang="EN-US" xml:lang="EN-US">001,?？墒?span lang="EN-US" xml:lang="EN-US">CMPR1=CMPR1+半個死區(qū)寬度,，B相的負(fù)跳變滯后半個死區(qū)寬度，以補償B相一個死區(qū)寬度的負(fù)脈沖,，可使CMPR2=CMPR2+半個死區(qū)寬度,，以補償C相一個死區(qū)寬度的負(fù)脈沖。注意A相此時無需補償,，因為在此電壓矢量的60度電壓區(qū)間內(nèi),，A相橋臂不會切換開關(guān)狀態(tài)，故無死區(qū)影響,。這是SVPWM與SPWM的區(qū)別所在,。補償時應(yīng)注意CMPR1