PWM变换器跟踪控制技术概述

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pwm控制器的shuffling frequency参数-概述说明以及解释

pwm控制器的shuffling frequency参数-概述说明以及解释

pwm控制器的shuffling frequency参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:PWM(Pulse Width Modulation)控制器是一种常用的电子调节技木,通过控制电压的占空比来实现精确的电压调节。

Shuffling Frequency (换能频率)参数作为PWM控制器中的一个重要参数,直接影响着控制器输出信号的稳定性和效率。

本文将深入探讨Shuffling Frequency参数在PWM控制器中的作用及优化方法,旨在为工程师们提供更好的控制器设计和应用方向。

1.2 文章结构本文将从引言开始介绍PWM控制器的概念和原理,然后详细探讨Shuffling Frequency参数在PWM控制器中的作用和优化方法。

在正文部分,我们将分别介绍PWM控制器的基本原理和Shuffling Frequency 参数的定义及其影响,以及如何通过调整Shuffling Frequency参数来提升PWM控制器的性能。

最后,我们将在结论部分总结本文的主要观点,并展望Shuffling Frequency参数在未来的应用前景。

1.3 目的本文旨在深入探讨PWM控制器中的Shuffling Frequency参数,从而帮助读者更好地理解其作用和优化方法。

通过对Shuffling Frequency 参数的详细解释和分析,读者可以更好地掌握如何调节和优化PWM控制器的参数,以实现更高效的电力转换和更稳定的系统性能。

同时,本文还旨在为相关领域的研究者和工程师提供一些有价值的参考和指导,以促进PWM控制器技术的进一步发展和应用。

通过对Shuffling Frequency参数进行深入研究,我们可以更好地理解PWM控制器的工作原理和性能特点,为未来的研究和实践工作提供有益借鉴和启示。

2.正文2.1 PWM控制器简介PWM(Pulse Width Modulation)控制器是一种广泛应用于电力电子领域的技术,它通过调节脉冲信号的占空比来实现对电压或电流的调节。

PWM控制技术

PWM控制技术

PWM控制技术1.试说明 PWM 控制的基本原理。

答:PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。

即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。

在采样控制理论中有一条重要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同,冲量即窄脉冲的面积。

效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。

上述原理称为面积等效原理以正弦 PWM 控制为例。

把正弦半波分成N 等份,就可把其看成是N 个彼此相连的脉冲列所组成的波形。

这些脉冲宽度相等,都等于π/N,但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线,各脉冲幅值按正弦规律变化。

如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合,且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积(冲量)相等,就得到 PWM 波形。

各 PWM 脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。

根据面积等效原理,PWM 波形和正弦半波是等效的。

对于正弦波的负半周,也可以用同样的方法得到 PWM 波形。

可见,所得到的 PWM 波形和期望得到的正弦波等效2. 单极性和双极性 PWM 调制有什么区别?三相桥式 PWM 型逆变电路中,输出相电压(输出端相对于直流电源中点的电压)和线电压 SPWM 波形各有几种电平?答:三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性,所得的 PWM 波形在半个周期中也只在单极性范围内变化,称为单极性 PWM 控制方式。

三角波载波始终是有正有负为双极性的,所得的 PWM 波形在半个周期中有正、有负,则称之为双极性 PWM 控制方式。

三相桥式 PWM 型逆变电路中,输出相电压有两种电平:0.5U d和-0.5 U d。

输出线电压有三种电平U d、0、- U d。

3.特定谐波消去法的基本原理是什么?设半个信号波周期内有 10 个开关时刻(不含0 和p 时刻)可以控制,可以消去的谐波有几种?答:首先尽量使波形具有对称性,为消去偶次谐波,应使波形正负两个半周期对称,为消去谐波中的余弦项,使波形在正半周期前后 1/4 周期以p /2 为轴线对称。

PWM控制的基本原理

PWM控制的基本原理

PWM控制的基本原理PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)是一种用来控制电子设备的技术,它通过调节信号的脉冲宽度来控制电压的比例。

PWM控制具有灵活性和高效性,被广泛应用于各种领域,如电机控制、电子变换器和通信系统等。

PWM控制的基本原理是通过改变信号的脉冲宽度来控制电平的高低。

信号的脉冲由高电平和低电平组成,高电平表示信号“开启”的状态,低电平表示信号“关闭”的状态。

通过改变高电平和低电平的时间比例,可以改变信号的平均电平,从而实现对电压等的控制。

PWM控制采用的是脉冲调制技术,即将需要控制的电压或电流信号转换成一系列的脉冲信号。

这些脉冲信号的频率是固定的,通常为几千赫兹或几十千赫兹。

脉冲的宽度决定了信号的“开启”时间,也就是所谓的占空比。

占空比定义为信号高电平的时间与周期的比值,用百分比表示。

1.确定目标:确定所需控制的电压或电流的范围和精度。

2.设计周期:根据目标确定信号的周期。

周期由脉冲的高电平和低电平时间加和得到。

3.设计占空比:确定占空比的范围和精度。

占空比决定了信号的平均电平。

4.产生PWM信号:使用控制器或专门的PWM发生器产生PWM信号。

PWM信号的高电平和低电平时间按照占空比确定。

5.过滤输出:PWM信号经过滤波器或滤波电路得到所需控制的电压或电流信号。

滤波器的目的是消除高频脉冲的干扰,得到平滑的输出信号。

6.控制输出:将滤波后的信号连接到被控制的设备或电路。

通过改变PWM信号的占空比,可以控制输出信号的电压或电流。

总之,PWM控制通过改变信号的脉冲宽度来控制电平的高低,从而实现电压或电流的精确调节。

它具有广泛的应用前景,并在许多领域中得到了应用,如电机控制、电力变换器和无线通信系统等。

四种pwm控制技术的原理

四种pwm控制技术的原理

四种pwm控制技术的原理
PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)是一种常用的数字控制技术,用于实现模拟信号的精确控制。

它通过改变信号的脉冲宽度来控制信号的平均电压或电流。

下面是四种常见的PWM控制技术及其原理:
1. 占空比控制:占空比是PWM信号高电平与周期之比。

通过改变占空比可以控制输出信号的平均电压或电流。

占空比越大,输出信号的平均电压或电流越大;占空比越小,输出信号的平均电压或电流越小。

这种方法简单易行,适用于许多应用场合。

2. 脉冲数改变:这种方法通过改变PWM信号每个周期中的脉冲数来控制输出信号的平均电压或电流。

脉冲数越多,输出信号的平均电压或电流越大;脉冲数越少,输出信号的平均电压或电流越小。

脉冲数改变时,周期保持不变。

这种方法常用于需要精确控制输出信号的平均电压或电流的应用。

3. 频率调制:这种方法通过改变PWM信号的频率来控制输出信号的平均电压或电流。

频率越高,输出信号的平均电压或电流越大;频率越低,输出信号的平均电压或电流越小。

输出的平均功率受频率的影响最小,可以实现高效的能量转换。

频率调制一般使用较高的固定占空比。

4. 相位移控制:这种方法通过改变PWM信号相位来控制输出信号的平均电压或电流。

相位移正比于输出信号的平均电压或电流。

相位移控制可以实现交流电源的电压或电流控制,广泛应用于电网有功功率控制和无功功率控制。

这四种PWM控制技术可以根据具体应用的需要选择合适的方式,以实现对输出信号的精确控制。

说明PWM控制的基本原理

说明PWM控制的基本原理

说明PWM控制的基本原理PWM(Pulse Width Modulation)是一种常见的控制技术,它通过改变信号的脉冲宽度来实现对电路的控制。

在电子设备中,PWM控制被广泛应用于调节电机速度、控制LED亮度、调节电源输出等方面。

本文将从PWM控制的基本原理、工作原理和应用进行详细介绍。

PWM控制的基本原理。

PWM控制的基本原理是通过改变信号的脉冲宽度来控制输出电压或电流的大小。

在PWM控制中,信号的周期是固定的,但脉冲的宽度可以根据需要进行调节。

通常情况下,脉冲宽度越宽,输出电压或电流就越大;脉冲宽度越窄,输出电压或电流就越小。

通过不断改变脉冲宽度,可以实现对电路的精确控制。

PWM控制的工作原理。

PWM控制的工作原理是通过不断地调节脉冲宽度来控制电路的输出。

当需要控制电路输出时,控制器会根据输入信号的大小和方向来生成相应的PWM信号。

PWM信号经过功率放大器放大后,就可以驱动电路输出。

通过改变PWM信号的脉冲宽度,可以实现对电路输出的精确控制。

PWM控制的应用。

PWM控制在各种电子设备中都有广泛的应用。

在电机控制中,PWM信号可以控制电机的转速和方向;在LED调光中,PWM信号可以控制LED的亮度;在电源调节中,PWM信号可以控制电源输出的稳定性。

除此之外,PWM控制还被应用于无线通信、数字电路、电源管理等领域。

总结。

通过本文的介绍,我们了解了PWM控制的基本原理、工作原理和应用。

PWM 控制通过改变信号的脉冲宽度来实现对电路的精确控制,在电子设备中有着广泛的应用。

希望本文能够帮助读者更好地理解PWM控制,并在实际应用中发挥作用。

(完整版)PWM控制技术(深度剖析)

(完整版)PWM控制技术(深度剖析)

第6章PWM控制技术主要内容:PWM控制的基本原理、控制方式与PWM波形的生成方法,PWM逆变电路的谐波分析,PWM整流电路。

重点:PWM控制的基本原理、控制方式与PWM波形的生成方法。

难点:PWM波形的生成方法,PWM逆变电路的谐波分析。

基本要求:掌握PWM控制的基本原理、控制方式与PWM波形的生成方法,了解PWM 逆变电路的谐波分析,了解跟踪型PWM逆变电路,了解PWM整流电路。

PWM(Pulse Width Modulation)控制——脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。

第3、4章已涉及这方面内容: 第3章:直流斩波电路采用,第4章有两处:4.1节斩控式交流调压电路,4.4节矩阵式变频电路。

本章内容PWM控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是PWM型,PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。

本章主要以逆变电路为控制对象来介绍PWM控制技术,也介绍PWM整流电路1 PWM控制的基本原理理论基础:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。

冲量指窄脉冲的面积。

效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。

低频段非常接近,仅在高频段略有差异。

图6-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲面积等效原理:分别将如图6-1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上,如图6-2a所示。

其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图6-2b所示。

从波形可以看出,在i(t)的上升段,i(t)的形状也略有不同,但其下降段则几乎完全相同。

脉冲越窄,各i(t)响应波形的差异也越小。

如果周期性地施加上述脉冲,则响应i(t)也是周期性的。

用傅里叶级数分解后将可看出,各i(t)在低频段的特性将非常接近,仅在高频段有所不同。

图6-2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化。

PWM控制基本原理详解

PWM控制基本原理详解

PWM控制基本原理详解PWM控制基本原理详解PWM控制基本原理详解: PWM脉宽调制,是靠改变脉冲宽度来控制输出电压,通过改变周期来控制其输出频率。

而输出频率的变化可通过改变此脉冲的调制周期来实现。

这样,使调压和调频两个作用配合一致,且于中间直流环节无关,因而加快了调节速度,改善了动态性能。

由于输出等幅脉冲只需恒定直流电源供电,可用不可控整流器取代相控整流器,使电网侧的功率因数大大改善。

利用PWM逆变器能够抑制或消除低次谐波。

加上使用自关断器件,开关频率大幅度提高,输出波形可以非常接近正弦波。

PWM变频电路具有以下特点:1. 可以得到相当接近正弦波的输出电压2. 整流电路采用二极管,可获得接近1的功率因数3. 电路结构简单4. 通过对输出脉冲宽度的控制可改变输出电压,加快了变频过程的动态响应现在通用变频器基本都再用PWM控制方式,所以介绍一下PWM 控制的原理PWM基本原理脉宽调制(PWM)。

控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。

也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲,使各脉冲的等值电压为正弦波形,所获得的输出平滑且低次斜波谐波少。

按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,即可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。

在采样控制理论中有一个重要的结论,即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上,其效果基本相同。

冲量既指窄脉冲的面积。

这里所说的效果基本相同。

是指该环节的输出响应波形基本相同。

如把各输出波形用傅里叶变换分析,则它们的低频段特性非常接近,仅在高频段略有差异。

根据上面理论我们就可以用不同宽度的矩形波来代替正弦波,通过对矩形波的控制来模拟输出不同频率的正弦波。

例如,把正弦半波波形分成N等份,就可把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲所组成的波形。

这些脉冲宽度相等,都等于∏/n ,但幅值不等,且脉冲顶部不是水平直线,而是曲线,各脉冲的幅值按正弦规律变化。

电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术

电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术
的应用场景
高压直流输电(HVDC)
适用于高压直流输电系统的电压调节 和电流控制。
电机控制
用于无刷直流电机(BLDC)、永磁 同步电机(PMSM)等电机的控制。
不间断电源(UPS)
用于不间断电源系统的电压调节和能 量转换。
智能电网
用于智能电网中的分布式电源接入和 能量调度。
电压空间矢量PWM(SVPWM)的特点
高电压输出
高效节能
易于数字化实现
降低谐波干扰
能够实现高电压的输出, 适用于高压直流输电
(HVDC)等应用场景。
通过优化PWM脉冲宽度 和角度,实现更高的电 压输出和更低的损耗。
基于数字信号处理(DSP)等 数字技术,实现SVPWM算法
的快速计算和控制。
通过优化PWM脉冲的形 状和角度,降低对电网
电磁干扰
SVPWM控制技术产生的 电磁干扰较小,对周围环 境的影响较小。
04
电压空间矢量 PWM(SVPWM)控制优 化策略
电压空间矢量分配优化
考虑电机参数
根据电机的具体参数,如电感、 电阻等,优化电压空间矢量的分 配,以提高控制精度和响应速度。
降低谐波影响
通过优化电压空间矢量的分配,降 低PWM控制过程中产生的谐波, 减小对电机和整个系统的负面影响。
电压空间矢量 PWM(SVPWM) 控制技术
目录
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)技 术概述
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制算法
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制性能分析
目录
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制优化策略
• 电压空间矢量PWM(SVPWM)控 制技术发展趋势
电流输出精度

跟随型PWM控制LLC变换器的分析与实现

跟随型PWM控制LLC变换器的分析与实现
第3 0卷 第 4期
21 0 1年 1 0月
电 工 电 能 新 技 术
Ad a c d Te hn lg fEl crc lEn i e rng a d En r y v n e c oo y o e tia g n e i n e g
Vo . 0.NO. 13 4 Oc . 2 1 t 01
跟 随型 P WM 控 制 L C变 换 器 的 分 析 与 实现 L
管 松 敏 张 超 于 锁 平 , , ,陈乾 宏
( .南京航 空航 天 大 学航 空 电源重 点 实验 室 ,江 苏 南京 2 0 1 ; 1 1 0 6
2 .立德 电子 ( 江苏 ) 限公 司 ,江 苏 镇 江 2 2 0 ) 有 10 0 摘要 : L L C谐振 变换 器在输 出限流 时会 工作 于 P WM 控 制模 式 , 而现 有 文 献缺 乏 对 P WM 控 制 L C L 谐振 变换 器 的分析 。为此 , 文针 对 L C变换 器 , 本 L 比较 了对 称 和 不 对称 P WM 控 制 策 略 , 出 了一 提
供 电 电源 , 进行 了主要 参数 设 计 , 完成 了样机 的制 作 与 实验 。 实验 结 果 与 理论 分 析 一 致 , 步 论 证 初
了该 新 型 P WM 控 制 策 略 应 用 于 L C谐 振 变 换 器 的 可 行 性 。 L
关键 词 : L L C谐振 变换 器 ; WM 控 制 策略 ; 开 关 P 软
L C谐 振变 换 器 因其 拓扑 结 构 简 单 , 频 工 作 时在 L 高
较 宽输 入 和负 载条 件 下 均 可 实 现 开 关 管 的 Z S和 V 整 流二 极管 的 Z S 具有 很高 的变换效 率 , C, 而受 到越 来 越多 的 关 注 。 为 了实 现 整 流 二 极 管 的 Z S C, L C谐 振 变换 器 的最 高 频 率 受 限 , 最 低 输 出 电压 L 则 增 益确 定 , 故其 提高 频 率实 现输 出 限流 的特性 不佳 , 需要通过 P WM 控 制 方 法 来 实 现 输 出 限 流 。为 此 , 献 [ ] 出一 种 复 合 控 制 策 略 改 善 L C变 换 文 5提 L 器的 限流 特性 : 即正 常情 况 下变 换 器 工 作 于变 频 模 式 以获得 高 效 率 ; 输 出过 流 时 切 入 P 当 WM 模 式 实 现 限 流 。现有 文献 缺乏 对 P WM 控制 L C谐振 变 换 L 器 的研究 。本 文 对采 用 对称 和不 对 称 P WM 控 制 策 略 的半桥 谐 振 变 换 器 的工 作 特 性 进 行 了分 析 与 比 较 , 出 了一 种 新 型 的 P 提 WM 控 制 策 略一 随 P 跟 WM

PWM变换器的技术知识

PWM变换器的技术知识

PWM变换器的技术知识移相全桥零电压开关(ZVS)PWM变换器已广泛应用于大功率开关电源中,它保持了准谐振电路开关损耗小、工作于固定开关频率的优点,且与普通硬开关全桥电路相比,仅增加了一个谐振电感。

在换流时利用谐振实现开关器件的ZVS,消除了开关损耗,提高了电路效率,使电路能工作在更高的频率[3]。

移相全桥ZVS PWM变换器只能在有限的负载范围内实现所有开关器件的ZVS。

要在大的负载范围内实现所有开关器件的ZVS,可在变压器原边串联一个大电感,或增加变压器漏感,或外接一个电感。

电感的增加对变换器性能有相当大的影响,会引起占空比的丢失。

同时,输出整流管存在反向恢复过程,在输出整流管上产生电压尖峰和电压振荡[4]。

在变压器副边加无源RCD缓冲器或在原边加两个箝位二极管和一个谐振电感可解决副边整流管上存在的电压振荡,但都无法解决占空比丢失的问题。

国内外学者提出了一些电路拓扑,利用储存在辅助电路电感中的能量来实现原边所有开关管的ZVS,不仅减少了占空比丢失和抑制了输出整流管上的电压尖峰和电压振荡,且能在更宽的负载范围内实现所有开关管的ZVS。

文献10提出了一种新的移相全桥变换器拓扑结构(如图1)。

该拓扑结构解决了硬开关全桥电路输出整流管上存在电压尖峰和电压振荡的问题,减少了占空比丢失,能在全负载范围内实现所有开关器件的ZVS,并能根据负载情况自动调节由辅助电路供给的能量。

但存在如下缺点:在续流期间,电路中环流非常大,损耗严重,降低了变换器效率。

最大程度减轻了存在的环流问题。

2改进后的拓扑结构介绍2.1与原电路拓扑结构的比较改进后的拓扑结构如图2所示。

与原电路拓扑结构的不同之处:在变压器TRA与变压器Tk的连线上加了一个双向开关Q1和相应的驱动电路。

控制电路根据检测到的负载电流的大小做出相应的决策:(1)当负载电流大于滞后桥臂实现ZVS所要求的值时,不会控制双向开关Q 导通。

D和Df,不会在续流期间导通,避免不必要的能量损耗。

电力电子技术中的PWM变换器设计与应用

电力电子技术中的PWM变换器设计与应用

电力电子技术中的PWM变换器设计与应用电力电子技术作为一门重要的学科,近年来在能源转换和电力控制领域发挥着越来越重要的作用。

其中,PWM(脉宽调制)变换器作为一种常见的电力电子装置,具有广泛的应用范围。

本文将就PWM变换器的设计原理以及在电力电子技术中的应用进行探讨。

一、PWM变换器的设计原理PWM变换器是指能够将一个高频脉冲信号转换为模拟电压或电流信号的电路。

其设计原理基于脉宽调制技术,通过调节脉冲信号的高电平时间与低电平时间之比,来实现对输出信号的精确控制。

PWM变换器通常由一个比较器、一个参考信号源和一个可变的调制信号源组成。

在PWM变换器的设计过程中,首先需要确定输出信号的频率和波形要求。

然后选择适当的比较器和参考信号源。

比较器用来比较参考信号与可变调制信号的大小,输出高电平或低电平。

参考信号源则决定了脉冲信号的频率和基准。

最后,根据输出信号的要求选择适当的滤波器进行处理,以消除脉冲信号中的高频成分,得到所需的模拟电压或电流信号。

二、PWM变换器在电力电子技术中的应用1. 无线电频率调制解调器:PWM变换器可以将低频音频信号转换为高频调制信号,用于无线电频率调制解调器中。

例如,在调幅广播系统中,通过PWM变换器将音频信号转换为高频调制信号,从而实现广播信号的传输。

2. 数字电源控制器:PWM变换器在数字电源控制器中广泛应用。

数字电源控制器是一种通过数字信号控制输出电压或电流的器件,通过PWM变换器可以实现输出信号的精确调节。

例如,可将输入电压进行适当的处理,得到符合要求的输出电压,以供给数字设备的正常工作。

3. 交流电机驱动:PWM变换器在交流电机驱动系统中被广泛应用。

通过PWM变换器可以将直流电源转换为交流电源,并对其进行控制。

这种交流电机驱动系统不仅能提高电机的控制精度,还能降低能量损耗和噪声,提高系统的效率。

4. 可逆变换器:PWM变换器在可逆变换器中扮演着重要的角色。

可逆变换器是指将直流电能转换为交流电能,或将交流电能转换为直流电能的装置。

PWM变换器跟踪控制技术概述

PWM变换器跟踪控制技术概述

PWM 变换器跟踪控制技术概述PWM 变换器跟踪控制技术概述摘要:介绍了PWM 变换器跟踪控制技术的原理和研究进展。

对三种基本的PWM 跟踪控制⽅法作了对⽐分析,并简单介绍了⼏种跟踪控制的新⽅法。

关键词:PWM 变换器;跟踪控制;跟踪误差;开关频率1 引⾔ 脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation ,PWM )变换技术作为电⼒电⼦技术的重要组成部分,已随着相关技术和产品的发展⼴泛应⽤到各种电⼒电⼦变换产品之中。

PWM ⽅法可分为开环调制和闭环跟踪控制两⼤类。

规则采样法和空间⽮量调制⽅法是最常⽤的开环调制⽅法。

PWM 跟踪控制就是把希望输出的电流或电压波形作为指令信号,把实际输出作为反馈信号,通过两者的瞬时值⽐较来决定逆变电路各功率开关器件的通断模式,使实际的输出动态跟踪指令信号变化。

PWM 跟踪控制属于⾮线性砰-砰控制的范畴,具有系统结构简单和响应速度快的显著优点。

由于PWM 跟踪控制⽅法属于闭环调制,因此其稳定性和输出控制精度受系统参数影响较⼩,具有很好的鲁棒性。

基本的跟踪控制⽅法包括滞环⽐较⽅法,定时⽐较⽅法和线性调节的三⾓载波⽐较⽅法。

滞环⽐较⽅法应⽤最为⼴泛,相关的学术研究也最多。

严格地说,线性调节的三⾓载波⽐较不属于跟踪控制,但是通常都把它归于跟踪控制。

本⽂⾸先概述了三种基本的跟踪控制⽅法的原理和优缺点,然后简单介绍了跟踪控制⽅法的最新研究进展。

2 ⼏种常⽤PWM 跟踪控制原理 跟踪控制法中常⽤的有滞环⽐较⽅式、定时⽐较⽅式和线性调节的三⾓载波⽐较⽅式。

跟踪控制的输出可以是电流,也可以是电压。

A 滞环⽐较⽅式 图1给出了采⽤滞环⽐较⽅式的PWM 电流跟踪控制单相桥式逆变电路原理⽰意图。

图2给出了其跟踪输出PWM 波形uo 和输出电流io 波形。

如图1所⽰,把指令电流ir 和实际电流if 的偏差e=ir-if 作为带有滞环特性的⽐较器的输⼊,通过其输出来控制功率器件V1、V2、V3和V4的通断。

说明PWM控制的基本原理

说明PWM控制的基本原理

说明PWM控制的基本原理
PWM控制的基本原理。

脉冲宽度调制(PWM)是一种常见的控制技术,它通过改变信号的脉冲宽度来控制电路中的电压和电流。

PWM控制在各种电子设备和系统中都有广泛的应用,例如直流电机控制、变频调速、LED调光等领域。

本文将介绍PWM控制的基本原理及其在实际应用中的一些特点。

PWM控制的基本原理是通过改变信号的脉冲宽度来控制电路中的电压和电流。

当信号的脉冲宽度增大时,电路中的电压和电流也随之增大;反之,脉冲宽度减小时,电路中的电压和电流也减小。

这种通过改变信号的脉冲宽度来控制电路中电压和电流的方法,可以实现对电路中各种元件的精确控制,从而实现对整个电路的精确控制。

在PWM控制中,信号的脉冲宽度是由一个称为PWM调制器的电路产生的。

PWM调制器会根据输入的控制信号,产生一系列脉冲宽度不同的方波信号。

这些方波信号会被送入电路中,通过改变脉冲宽度来控制电路中的电压和电流。

在实际应用中,PWM控制有一些特点。

首先,PWM控制可以实现对电路中各种元件的精确控制,因此在各种需要精确控制的场合中都有广泛的应用。

其次,PWM控制可以实现对电路中电压和电流的高效调节,从而实现对整个电路的高效控制。

另外,PWM控制还可以通过改变脉冲宽度来实现对电路中功率的调节,从而实现对整个电路功率的高效控制。

总之,PWM控制是一种通过改变信号的脉冲宽度来控制电路中的电压和电流的技术。

它可以实现对电路中各种元件的精确控制,实现对整个电路的高效控制。

在实际应用中,PWM控制有着广泛的应用前景,可以应用于各种需要精确控制和高效控制的场合中。

什么是电流跟踪型PWM变流电路?采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器有何特点?

什么是电流跟踪型PWM变流电路?采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器有何特点?

什么是电流跟踪型PWM变流电路?采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器有何特点?
电流跟踪型PWM变流电路是一种通过跟踪负载电流来控制输出电流的电路。

它通常用于要求精确控制和调节负载电流的应用,如电动机驱动、电源适配器等。

采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器具有以下特点:
1.滞环比较方式:滞环比较方式是一种在电流跟踪型PWM
变流器中常用的控制方法。

该方式通过将参考电流与实际
负载电流进行比较,并应用滞回控制算法,调整PWM信
号的占空比,使输出电流跟踪参考电流。

2.高精度电流控制:滞环比较方式的电流跟踪型变流器具有
高精度的电流控制能力。

通过将滞环比较器设置为合适的
阈值,可以实现对输出电流的精确控制和调节。

该方式适
用于对负载电流要求较高的应用,能够实现精确的负载电
流跟踪和控制。

3.快速响应性能:采用滞环比较方式的电流跟踪型变流器具
有快速的响应速度。

由于滞环比较器能够快速调整PWM
信号的占空比,以响应负载电流的变化,因此可以实时动
态调整输出电流,并具有较好的过载能力和动态响应性能。

4.抗负载波动能力强:滞环比较方式的电流跟踪型变流器通
过及时调整PWM信号的占空比来跟踪负载电流,具有较
强的抗负载波动能力。

即使在负载电流发生变化的情况下,
也能够迅速调整输出电流,使其保持稳定。

需要注意的是,滞环比较方式的电流跟踪型变流器可能存在一些不足之处,如可能引入更多谐波成分和较高的开关频率。

因此,在应用中需要综合考虑设计需求和性能要求,选择合适的控制策略和优化方法,以实现最佳的电流跟踪和控制效果。

电力电子变换器pwm技术原理与实践

电力电子变换器pwm技术原理与实践

电力电子变换器pwm技术原理与实践PWM技术(脉冲宽度调制技术)是电力电子变换器中重要的调制控制技术之一,是将等压源储存能量后释放出来的一种技术。

PWM技术可将低频电压或电流变换成高频的和形式的脉冲信号,从而实现直流到交流的变换。

一、PWM技术原理1. 原理:PWM技术的原理是利用函数的变化,基本原理是将一定脉冲宽度、频率的脉冲序列与被调制的电压或电流信号相乘,然后再经过电源和负载滤波,实现按比例传递源端相应值的变换能量。

2. 调节方式:PWM技术的调节方式一般有两种,即脉冲宽度调节方式和脉冲形式调节方式。

脉冲宽度调节方式通过改变每个正弦波的宽度来调整相应的参数,而脉冲形式调节方式则是在相同的频率下改变每个正弦波的形状。

3. 工作原理:PWM技术的converter的工作原理是:将低频电压或电流通过信号脉冲(PWM)调节放大器转换成高频的和形式的脉冲,进行标准化电网恰当值的变换,通过滤波器不断再反馈调整脉冲大小,均衡负载,实现恰当的电压、功率及谐波信号等准确参数以传输恰当能量。

二、PWM技术在电力电子变换器中的实践1. PWM控制电磁转向器:电磁转向器是将直流电源由低压高电流变换为高压低电流的装置,它的工作原理是利用晶闸管开关的动作,根据PWM技术的调节,使电磁转化器的换向过程中实现电压降低和电流变化。

2. PWM控制变压器:变压器是将低压电力变换到高压电力的装置,其基本原理是将电压和电流依次变换成高频的和形式的脉冲,根据PWM技术的不同调整模式,实现直流到交流的变换,实现变压器工作的目的。

3. PWM控制整流器:整流器是电力电子变换器中的最重要的组成部分,它的主要作用是将直流电源的电压变换为按比例的电流,通过PWM技术的控制,改变晶闸管的开启时间,从而调整电压和电流数值,实现整流器工作的目的。

4. PWM控制检测电路:由于电路调整变化会影响电力电子变换器中电压和电流的变化,所以需要在电力电子变换器中引入检测电路,及时侦测电路调整参数变化,对其参数进行调校,实现恰当电压和电流值的检测。

PWM跟踪控制技术

PWM跟踪控制技术

1 PWM整流电路的工作原理
2.三相PWM整流电路
图6-30,三相桥式PWM整流电路, 最基本的PWM整流电路之一,应用 最广 V1 V3 V5 工作原理和前述的单相全桥电路相 ua ia VD1 VD3 VD5 A 似,只是从单相扩展到三相 ib Ls Rs ub + 负 u B C 进行 SPWM 控制,在交流输入端 A 、u i 载 d C B和C可得SPWM电压,按图6-29a的 c c VD VD VD2 V4 4 6 相量图控制,可使 ia 、 ib 、 ic 为正弦 V6 V2 波且和电压同相且功率因数近似为 1 图6-30 和单相相同,该电路也可工作在逆 图6-30 三相桥式PWM整流电路 变运行状态及图c或d的状态
.2
基本原理
三角波比较方式
不是把指令信号和三角波直接进行比较,而是通 过闭环来进行控制 把指令电流 i*U、 i*V 和 i*W 和实际输出电流 iU 、iV 、 iW 进行比较,求出偏差,通过放大器 A 放大后, 再去和三角波进行比较,产生PWM波形 放大器A通常具有比例积分特性或比例特性,其 系数直接影响电流跟踪特性
VD1
V1 Ls Rs us + C1
负 载
ud
VD2 VD1
V3
+
V2 V1 Ls us is V2 Rs A
C2
a)
VD3
B + ud 负

VD2
b) 图6-28
图6-28
单相PWM整流电路
b) 单相全桥电路
a) 单相半桥电路
VD4
V4
1 PWM整流电路的工作原理
单相全桥PWM整流电路的工作原理
2 PWM整流电路的控制方法

PWM技术概述范文

PWM技术概述范文

PWM技术概述范文PWM(Pulse Width Modulation)技术是一种常用于控制电平、电流或输出功率的调制技术。

它通过调整脉冲的占空比来实现对设备的精确控制。

PWM技术广泛应用于电力电子领域和自动化控制系统中,具有高效、精确、可调性强等特点。

本文将从原理、应用领域、优缺点等多个方面对PWM技术进行详细概述。

一、PWM技术原理PWM技术基于脉冲信号的控制,通过改变脉冲的占空比来调节输出信号的特性。

具体来说,PWM技术将要控制的信号划分为若干个等宽的时间段(通常为周期的分之一),然后根据控制要求,调整每个时间段内的高电平和低电平的持续时间或占空比,以达到调节信号特性的目的。

PWM技术的核心是脉冲的占空比。

占空比是指高电平信号在周期内的占比,通常用百分比表示。

占空比越大,高电平信号持续的时间越长;占空比越小,高电平信号持续的时间越短。

通过改变占空比,可以实现对电平、电流或输出功率的精确控制。

二、PWM技术的应用领域1.电力电子领域:PWM技术在交流调压器、交流变频器、电力因数校正器等设备中得到广泛应用。

通过PWM技术的精确控制,可以实现电能的高效转换和精确输出。

2.电机控制领域:PWM技术广泛应用于电机控制中,可以实现电机的精确控制和节能调速。

例如,通过改变PWM信号的占空比,可以调节电机转速和输出功率。

3.光电领域:PWM技术在LED驱动、太阳能电池等设备中得到广泛应用。

通过调整PWM信号的占空比,可以精确控制LED的亮度和太阳能电池的充放电速度。

4.自动化控制系统:PWM技术在自动化控制系统中得到广泛应用,如温度控制、电压控制、电流控制等。

通过PWM技术的精确控制,可以实现对系统的稳定调节和精确控制。

三、PWM技术的优点1.高效:PWM技术通过调整脉冲的占空比来实现对设备的精确控制,可以最大限度地提高设备的能量利用率,实现高效供电。

2.精确:PWM技术通过对脉冲的时长和占空比的调整,可以精确地控制设备的输出水平,满足不同应用场景的需求。

《PWM控制技术》课件

《PWM控制技术》课件

需求分析
明确控制目标和控制参数,分析 系统的约束条件和性能要求。
系统集成与测试
将PWM控制器与被控对象集成在 一起,进行系统测试和验证,确 保满足设计要求。
PWM控制器设计的实例
01
02
03
直流电机调速系统
采用PWM控制器实现直 流电机的调速控制,通过 调节占空比实现电机转速 的调节。
LED亮度调节
PWM控制技术的应用领域
总结词
PWM控制技术广泛应用于电机控制、电 源管理、照明控制等领域。
VS
详细描述
PWM控制技术在许多领域都有广泛的应 用,其中最常见的是电机控制领域。通过 PWM控制技术,可以精确地调节电机转 速和转矩,实现电机的高效运行。此外, PWM控制技术在电源管理领域也得到了 广泛应用,如开关电源、充电器等。在照 明控制领域,PWM控制技术可以实现 LED灯的亮度调节,提高照明质量和节能 效果。此外,PWM控制技术还应用于音 频信号处理、温度控制等领域。
采用PWM控制器实现LED 亮度的调节,通过调节占 空比实现LED亮度的变化 。
温度控制系统
采用PWM控制器实现温 度的控制,通过调节加热 元件的通断时间实现温度 的调节。
05 PWM控制技术的优缺点
PWM控制技术的优点
高效节能
PWM控制技术可以根据实际需求调 整输出功率,避免了能量的浪费,从 而实现节能。
脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM):通过调节脉 冲宽度来改变输出电压或电流的大小 。
脉冲密度调制(Pulse Density Modulation,PDM):通过调节脉 冲密度来改变输出电压或电流的大小 。
频率调制(Pulse Frequency Modulation,PFM):通过改变脉 冲频率来改变输出电压或电流的大小 。

滞环比较跟踪控制技术

滞环比较跟踪控制技术

滞环比较跟踪控制技术2010年07月05日作者:王宗峰1 郭玲2 李跃峰2 周建华2 党晓明2 陈增禄2 来源:《中国电源博览》111期编辑:ser1西安捷盛电子技术有限责任公司2西安工程大学电子信息学院摘要:介绍了PWM变换器的误差滞环比较跟踪控制技术的原理、参数关系、优缺点等,并给出了仿真的实验结果。

关键词:PWM变换器;滞环;跟踪控制1 引言滞环比较跟踪控制是一种非线性砰-砰控制方法,在各类闭环跟踪控制系统中广泛应用。

PWM变换器的跟踪控制方法是PWM变换器的主要控制方法之一,其中滞环比较方法因其结构简单,响应速度快,参数鲁棒性好等优点,应用最为广泛。

本文首先介绍了该方法的原理和基本波形;然后分析了其电路参数和系统特性之间的关系,指出了其主要优点和存在的问题;最后给出了仿真和实验波形。

2 基本原理PWM变换器滞环比较跟踪控制方法原理示意图见图1。

其中PWM变换器主电路以论文Ⅱ中的图1为例,采用输出电流跟踪方式。

图1的各点波形示于图2中。

i r为参考输入电流指令,i f为输出负载电流反馈。

电流跟踪误差为(1)2h为对称滞环比较器的滞环宽度,当e>h时,输出PWM=1,变换器输出电压u o=u d,负载电流io上升;当e<-h时,输出PWM=0,变+换器输出u o=-u d,负载电流i o下降。

依此反复,便实现了对输出负载电流i o的跟踪控制,使其跟随指令电流i r,误差;由于上下比较阈值相等,因此在每个开关周期之内,平均跟踪误差都为零。

显然,滞环比较跟踪控制只使用一个滞环比较器,非常简单;每个开关周期之内平均跟踪误差都为零,跟踪响应非常快;容易理解,由于跟踪控制是闭环控制,当直流母线电压U d,负载参数R和L等电路参数发生变化时,不会影响跟踪的精度和稳定性,因此鲁棒性非常好。

但是PWM变换器的开关周期T c可能大范围波动。

当开关频率过高时,PWM变换器的开关损耗增大,会使效率降低;当f c较低时输出谐波滤波器的体积增大,会使系统成本提高。

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PWM变换器跟踪控制技术概述作者单位:苏州科技大学作者姓名:秦涛摘要:介绍了PWM变换器跟踪控制技术的原理和研究进展。

对三种基本的PWM跟踪控制方法作了对比分析,并简单介绍了几种跟踪控制的新方法。

关键词:PWM变换器;跟踪控制;跟踪误差;开关频率1 引言脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)变换技术作为电力电子技术的重要组成部分,已随着相关技术和产品的发展广泛应用到各种电力电子变换产品之中。

PWM方法可分为开环调制和闭环跟踪控制两大类。

规则采样法和空间矢量调制方法是最常用的开环调制方法。

PWM跟踪控制就是把希望输出的电流或电压波形作为指令信号,把实际输出作为反馈信号,通过两者的瞬时值比较来决定逆变电路各功率开关器件的通断模式,使实际的输出动态跟踪指令信号变化。

PWM跟踪控制属于非线性砰-砰控制的范畴,具有系统结构简单和响应速度快的显著优点。

由于PWM跟踪控制方法属于闭环调制,因此其稳定性和输出控制精度受系统参数影响较小,具有很好的鲁棒性。

基本的跟踪控制方法包括滞环比较方法,定时比较方法和线性调节的三角载波比较方法。

滞环比较方法应用最为广泛,相关的学术研究也最多。

严格地说,线性调节的三角载波比较不属于跟踪控制,但是通常都把它归于跟踪控制。

本文首先概述了三种基本的跟踪控制方法的原理和优缺点,然后简单介绍了跟踪控制方法的最新研究进展。

2 几种常用PWM跟踪控制原理跟踪控制法中常用的有滞环比较方式、定时比较方式和线性调节的三角载波比较方式。

跟踪控制的输出可以是电流,也可以是电压。

2.1 滞环比较方式图1给出了采用滞环比较方式的PWM电流跟踪控制单相桥式逆变电路原理示意图。

图2给出了其跟踪输出PWM波形uo和输出电流io波形。

如图1所示,把指令电流ir和实际电流if的偏差e=ir-if作为带有滞环特性的比较器的输入,通过其输出来控制功率器件V1、V2、V3和V4的通断。

当V1、V4导通时,输出电压uo=Ud,使得 if增大,当e≤-h时,关断V1和V4,开通V2和V3;当V2、V3导通时,uo=-Ud,使得if减小,当e≥h时,关断V2和V3,开通V1和V4,电流又开始增大。

依此交替通断,使得|e|≤h以实现对ir的自动跟踪。

即通过环宽为2h的滞环比较器的控制,if就在ir±h的范围内呈锯齿状地跟踪指令电流ir。

显然只要设定足够小的环宽h,就可得到希望的跟踪精度。

滞环比较跟踪型PWM逆变器的开关频率受各种系统参数的影响,在不同的条件下逆变器开关频率的变化很大。

开关频率过高会使主电路的开关功耗增大,影响系统效率;开关频率过低时会使输出滤波器(如果有的话)的体积增大。

滞环比较跟踪型PWM的特点为:(1)控制电路简单,其核心只是一个滞环比较器;(2)属于非线性砰-砰控制,使得跟踪输出响应快;(3)当选取滞环较小时,跟踪精度可以很高;(4)属于闭环控制,所以其稳定性和输出控制精度受系统参数影响较小,具有很好的鲁棒性。

(5)开关频率不固定,带来开关损耗和输出滤波器设计方面的矛盾。

与开环调制方法相比,这是其主要缺点。

(6)滞环比较型跟踪控制的研究工作主要集中在如何稳定开关频率,至少是减少开关频率的波动范围。

图1 滞环比较方式电流跟踪控制原理示意图图2 滞环比较跟踪控制方式的原理波形图本专题中论文Ⅲ专门讨论滞环比较跟踪控制方法的开关频率与系统参数之间的关系,并给出了相应的仿2.2 定时比较方式滞环比较跟踪方法可能导致较高的开关频率,开关管的损耗较大,而开关频率较低时,滤波器的体积偏大。

定时比较跟踪控制方式,可以有效地限制最高开关频率。

这种方式不用滞环比较器,而代之以过零比较器,同时设置一个固定周期的定时器,在定时器每个输出脉冲的上升沿对比较器的输出进行采样,以决定输出PWM脉冲的取值。

定时比较方式的原理框图如图3所示。

指令电流ir与输出电流if相减得电流误差e,当e>0时比较器输出D=1,反之,D=0。

在每个定时脉冲的上升沿将D触发器的数据D写到输出Q端,在Q端即得到输出PWM波形。

图3定时比较跟踪控制电路的各点波形示于图4中。

如果CP上升沿时D=1,意味着e=ir-if>0,PWM输出置“1”,此时V1和V4导通,uo=Ud,使if快速上升,e的幅值减小。

当CP上升沿时D=0,意味着e<0,PWM输出置“0”,此时V2和V3导通,uo=-Ud,使if快速下降,同样使e的幅值减小。

显然,PWM波形只有在定时器输出CP的上升沿处才有可能发生跳变。

无论是PWM输出的正脉冲宽度还是负脉冲宽度都不会小于定时器的周期T。

如此便限制了PWM输出的最高频率为fc.max≤。

图3 定时比较方式电流跟踪控制原理示意图图4 定时比较跟踪控制方式原理波形图由图4很容易理解,由于没有限制误差的幅值,使得输出的误差平均值可能不为零。

这是定时比较跟踪控制方式的主要缺点。

当然,这种控制方式并未能改善开关频率可能过低的问题。

真和实验结果。

定时比较跟踪控制型PWM方法的特点为:(1)限制了开关管的最高频率,可缓解开关损耗可能过大的问题;(2)平均跟踪误差可能不为零,控制精度不高,该方法单独使用的场合不太多。

2.3三角波比较方式严格地说,基于线性调节的三角波比较跟踪控制方法并不属于直接误差跟踪控制方法,但通常都把它归于跟踪控制。

图5是采用三角波比较方式的电流跟踪型PWM逆变器控制电路原理图。

该方法把指令电流ir和逆变电路实际输出的反馈电流if进行比较,求出偏差电流e,经过线性调节器调节后,其输出和三角波进行比较,以产生PWM控制波形。

控制系统设计时,首先要对PWM逆变器和负载进行动态建模,然后通过线性调节器的设计来满足闭环跟踪控制系统的动态和稳态性能。

显然,采用三角波比较方式时,PWM波形的开关频率由三角载波唯一确定,保持固定不变,这是该方法的最大优点。

但是,由于系统设计需要动态建模和线性调节,使得系统设计相对于滞环比较方式较为复杂,更重要的是,线性调节使得三角波比较方式的跟踪速度相对较慢。

基于线性调节的三角波比较跟踪控制方法在电力电子PWM变换器的控制中应用最为广泛。

本专题中论文Ⅳ专门讨论三角波比较跟踪控制系统的动态设计方法。

图5 三角波比较方式电流跟踪控制示意图三角波比较电流跟踪型PWM特点如下:(1)开关频率固定不变,为输出滤波器的设计带来了方便;(2)电路较为复杂,跟踪控制的快速性不如滞环比较方式。

3 PWM跟踪控制技术的发展PWM变换器跟踪控制技术研究的目标是最大限度地同时满足三个目标:(1)保持开关频率固定不变,以平衡开关损耗和输出滤波器体积的矛盾;(2)保持每个开关周期的跟踪误差平均值为零;(3)简化算法,降低计算量。

另一个研究方向是将跟踪控制方法推广应用到多电平变换器中。

3.1 准固定频率滞环比较跟踪控制方法[4]针对滞环比较跟踪控制方法开关频率不固定的缺点,该方法在滞环电流控制的基础上,引入开关频率闭环反馈,可使开关频率基本固定。

图6为含有开关频率反馈闭环的准固定频率滞环电流控制系统示意图。

其中,e为跟踪误差,h为滞环宽度,D为输出PWM波形。

fr为开关频率给定输入,ff为“开关频率检测电路”的输出,作为开关频率反馈,开关频率跟踪误差ef=fr-ff经“频率调节器”动态调节后,由其输出来动态调节“滞环比较器”的滞环宽度h,以达到稳定开关频率的目的。

这种方法可保证电流跟踪误差平均值为零;经频率调节器的闭环调节,稳态时可使开关频率相对稳定不变,但是在动态过程中开关频率可能会有较大波动。

因此称为准固定频率滞环比较跟踪控制方法。

3.2双重△调制跟踪控制方法[5][6]该方法为基于幅值△调制和时间△调制相结合的“双重△调制”电流跟踪控制方法。

将滞环电流比较器和开关周期定时器相结合,通过设定比较器的下阈值来决定实际输出电流的下限;由定时器的定时周期决定实际输出电流的上限。

如图7所示为其原理示意图,其中,R为单边阈值比较器输出脉冲序列,F为周期定时器输出脉冲序列。

F的上升沿用来同步PWM输出的下降沿,R的上升沿用来同步PWM输出的上升沿。

这种方法可保证开关频率固定不变,但是跟踪误差平均值可能不为零,且存在跟踪稳定性问题。

根据本周期跟踪误差动态预估下一周期的下阈值,可同时解决跟踪平均误差不为零和跟踪稳定性两个问题。

本专题中论文Ⅵ专门介绍该方法的相关研究工作进展。

3.3多电平PWM变换器的跟踪控制方法[7]为了缓解PWM变换器的电压较高时开关器件的耐压不足、电磁噪声较大,同时为了减少变换器输出的谐波含量,多电平PWM变换器应运而生,并且成为电力电子技术领域的一个研究热点。

最典型的一种多电平跟踪控制方法是,根据电平数目增加误差比较器的滞环数,即N电平变换需要N-1个滞环,用以判断电平阶梯跳变,实现多电平跟踪。

图6 准固定频率滞环比较电流跟踪控制原理示意图图8以三电平变换为例,在B1环内实现-1和0的二电平PWM变换,在B2环内实现0和1的二电平PWM变换,通过两个滞环的限制完成三电平的PWM控制。

该方法鲁棒性好,动态响应快,但存在稳态跟踪误差。

图7 双重△调制PWM跟踪控制方法原理示意图多电平PWM变换器跟踪控制方法的研究论文较多,大多是基于滞环比较方式的。

除了仍然需要研究稳定开关频率和减少跟踪误差外,重点是研究实时判断电平阶梯跳变的方法和提高电平阶梯跳变的响应速度。

图8 三电平PWM变换器跟踪控制波形图本专题中没有专门讨论多电平跟踪控制方法。

4 结论跟踪控制方法是电力电子PWM变换器一种重要的控制方法。

其技术核心是误差滞环比较器,属于非线性闭环砰-砰控制,具有控制简单,响应快,系统鲁棒性好等很多优点,因此具有很好的应用前景。

PWM变换器跟踪控制的研究工作主要分为两个方面。

一是研究稳定开关频率;二是研究该方法在多电平变换器中的推广应用。

参考文献:[1] 马立华,陈伯时.电流滞环跟踪控制分析,上海轻工业高等专科学校学报,1997,18(1):46~52[2] 王兆安,黄俊.电力电子技术[M],北京:机械工业出版社,2000:150-169.[3] 蔚泉清,陈增禄,侯小华,毛惠丰.定时和滞环相结合的跟踪控制方法研究[J],中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会.[4] 杨旭,王兆安.一种新的准固定频率滞环PWM电流控制方法[J],电工技术学报,2003,3:24~28.[5] 侯小华.“双重△调制”跟踪控制方法的研究,西安工程大学,硕士学位论文[D],2007[6] 陈增禄,任记达,毛惠丰,王兆安. 新型双重△调制电流跟踪控制方法的研究[J],电网技术,2005,12.[7] Poh China Loh, Gerwich H. Bode, Donald Grahame, Thomas A. Lipo. A time-based double-band hysteresis current reglation strategy for single-phase multilevel inverters,IEEE Transactions on institude application[J], Volume: 39, NO 3, May/JUNE 2003:883~892.。

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