一种改善的UPWM在变频逆变器中的应用
2、3全桥逆变器工作状态分析
在一个开关周期中,改善的UPWM控制方式下,全桥逆变器有4个工作状态,如图4。
图5给出了不同工作状态下的等效电路。在分析之前作如下假设:1)所有开关管均为理想器件;2)电感、电容均为理想元件。
(1)工作状态0
时刻前[图5(a)],输出电压
和电感电流
方向相反。此时虽然S2、S3导通,但由于电流方向与输出电压方向反相而致使S2、S3没有流过电流,从而此时功率管虽然开通,但是却起不到调制的作用,而是通过D2、D3续流。
(2)工作状态1
从
时刻开始输出电压
和电感电流
方向变得相同。此时S1、S4导通,由于电感的足够大此工作状态是连续的,即电流不换相。在这工作状态下S1常通,而S4以正弦规律通断。从而实现SPWM调制。
(3)工作状态2
时刻开始输出电压
和电感电流
方向变得相反。此时虽然S1、S4导通,但由于电流方向的变化而致使S1、S4没有流过电流,从而此时功率管虽然和工作状态一样,但是却起不到调制的作用,而是通过D1、D4续流。
(4)工作状态3
时刻开始输出电压
和电感电流
方向变得相同。此时S2、S3导通,由于电感的足够大此工作状态是连续的,即电流不换相。在这工作状态下S3常通,而S2以正弦规律通断。从而实现SPWM调制。
在时刻t3,电流方向反相。从而开始另一个周期,其工作情况等同于前面描述的

3、改善的UPWM与其它控制方式的比较
3、1 改善的UPWM与BPWM控制方式比较
BPWM控制时,逆变桥的对角功率管(S1/S4、S2/S3)同时开通或同时关断,同一桥臂的开关管处于互补导通,所有功率管均为高频开关。这样每发生一次开关,逆变桥的输出电压
为正输入电压或负输入电压,从而输出电压的半个周期内,
平之间切换,即+1/-1(或-1/+1)切换方式,整个输出电压周期内所得到的是两态输出电压波形。由此可得在相同滤波器下工作于这种方式的输出波形的THD更大,而且功率管管耗更大。
3、2改善的UPWM与传统的UPWM控制方式比较
传统的UPWM控制时,逆变桥输出端得到的是三态输出电压波形,但由于其工作时功率管工作在高频状态下,这样就造成较高的开关损耗。这种控制方式的优势在于电流换相时,桥臂工作于调制状态从而使输出波形得到改善。同时可以通过合理的设置死区来实现开关管的ZVS。但这样将影响输出波形的THD。
在一个开关周期中,改善的UPWM控制方式下,全桥逆变器有4个工作状态,如图4。
图5给出了不同工作状态下的等效电路。在分析之前作如下假设:1)所有开关管均为理想器件;2)电感、电容均为理想元件。
(1)工作状态0



(2)工作状态1




(3)工作状态2



(4)工作状态3



在时刻t3,电流方向反相。从而开始另一个周期,其工作情况等同于前面描述的


3、改善的UPWM与其它控制方式的比较
3、1 改善的UPWM与BPWM控制方式比较
BPWM控制时,逆变桥的对角功率管(S1/S4、S2/S3)同时开通或同时关断,同一桥臂的开关管处于互补导通,所有功率管均为高频开关。这样每发生一次开关,逆变桥的输出电压


3、2改善的UPWM与传统的UPWM控制方式比较
传统的UPWM控制时,逆变桥输出端得到的是三态输出电压波形,但由于其工作时功率管工作在高频状态下,这样就造成较高的开关损耗。这种控制方式的优势在于电流换相时,桥臂工作于调制状态从而使输出波形得到改善。同时可以通过合理的设置死区来实现开关管的ZVS。但这样将影响输出波形的THD。

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