一種pwm調(diào)制中窄脈沖的消除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力有源濾波器、SVG、逆變器、PFC、變頻器等用到PffM調(diào)制方法的系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種PWM調(diào)制中窄脈沖的消除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力有源濾波器(APF)、SVG、逆變器、PFC、變頻器等電力電子設(shè)備中，脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，其基本原理是調(diào)制波和三角載波進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生控制電力電子器件的PWM信號。一般會采用固定三角載波的頻率，調(diào)制波為通過一定的算法計(jì)算出的波形，通過控制調(diào)制波就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備輸出電流或電壓達(dá)到期望大小。
[0003]當(dāng)前在以上幾種設(shè)備的應(yīng)用中，PffM調(diào)制的實(shí)現(xiàn)一般是通過數(shù)字處理器實(shí)現(xiàn)的。由于數(shù)字處理器處理速度限制，實(shí)際調(diào)制波的采樣頻率和開關(guān)頻率一般處于同一個(gè)數(shù)量級，傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法是在三角載波的一個(gè)周期內(nèi)，上升階段和下降階段只會進(jìn)行一次調(diào)制波和三角載波的比較，從而實(shí)現(xiàn)固定開關(guān)頻率的PWM輸出。但是隨著更高速計(jì)算芯片如高速FPGA的出現(xiàn)，運(yùn)算速度能得到大大提升，一般很容易達(dá)到M級的采樣頻率，而由于電力電子器件開關(guān)速度的限制，實(shí)際開關(guān)頻率一般在10到20kHZ之間，這樣在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)會出現(xiàn)數(shù)次調(diào)制波和三角載波的比較，此時(shí)如果調(diào)制波中有高頻紋波或在APF應(yīng)用場合調(diào)制波里可能會出現(xiàn)高頻信號，會很容易導(dǎo)致調(diào)制波和載波在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)出現(xiàn)多次交截的情況。如圖1所示，在三角載波3的前半周期，當(dāng)調(diào)制波2數(shù)據(jù)與三角載波3數(shù)據(jù)第一次相等即在點(diǎn)Cl處時(shí)，PffM波2由高變低，接著由于調(diào)制波2數(shù)據(jù)和三角載波3數(shù)據(jù)的更新，調(diào)制波2數(shù)據(jù)更新到C2，這樣會使調(diào)制波2與三角載波3 二次交截，產(chǎn)生窄脈沖，三角載波的后半周期可以進(jìn)行同樣的分析。
[0004]如前所述的窄脈沖的出現(xiàn)不但會容易造成電力電子器件的損壞，而且由于窄脈沖是在固定開關(guān)周期內(nèi)產(chǎn)生的，會造成電力電子器件實(shí)際開關(guān)頻率高于額定頻率，從而在易損壞電力電子器件的同時(shí)也會帶來額外的高頻干擾和噪聲，在輸出波形中也會疊加很高次的諧波，所以必須對這種窄脈沖加以抑制。
[0005]當(dāng)前流行的針對前述窄脈沖的抑制方法有兩種，一種是通過調(diào)制波和三角載波產(chǎn)生第一次交截后進(jìn)行計(jì)數(shù)，如果在三角載波的前半周期或后半周期內(nèi)又產(chǎn)生了第二次交截則忽略這次比較；第二種方法是限制調(diào)制波更新后數(shù)據(jù)的大小使得如圖1中C1、C2連成的直線的斜率小于三角載波的上升斜率，即可避免調(diào)制波與三角載波的二次交截，從而避免產(chǎn)生窄脈沖。這兩種方法均需要占用很大的計(jì)算資源，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，而且由于FPGA時(shí)序需要同步，如果處理不慎，很容易造成某些窄脈沖限制功能的失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效消除PffM調(diào)制過程中由于在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)PWM多次調(diào)制帶來的窄脈沖，且電路結(jié)構(gòu)簡單，占用計(jì)算資源少，可以十分可靠的實(shí)現(xiàn)窄脈沖的消除。
[0007]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種PffM調(diào)制中窄脈沖的消除方法，包括窄脈沖消除電路，其中，所述窄脈沖消除電路包括第一信號輸入端、第二信號輸入端和輸出信號端，第一信號輸入端輸入初始PWM信號，所述第二信號輸入端輸入三角載波同步邏輯信號，所述輸出端輸出實(shí)現(xiàn)窄脈沖消除后的PWM信號，所述初始PWM信號和所述三角載波同步邏輯信號由調(diào)制信號經(jīng)過三角載波后生成。
[0008]優(yōu)選的，所述三角載波同步邏輯信號與PffM調(diào)制中三角載波的頻率相同，所述三角載波同步邏輯信號占空比為50%，在所述三角載波處于上升階段的上半開關(guān)周期，所述三角載波同步邏輯信號輸出邏輯為“ 1”，在所述三角載波處于下降階段的下半開關(guān)周期，所述三角載波同步邏輯信號輸出邏輯為“O”。
[0009]優(yōu)選的，所述窄脈沖消除電路包括與非門邏輯電路、第一與非門電路、第二與非門電路和RS觸發(fā)器。
[0010]優(yōu)選的，所述與非門邏輯電路包括一個(gè)與非門，所述初始PffM信號與所述三角載波同步邏輯信號分別輸入給所述與非門的兩個(gè)輸入端。
[0011]優(yōu)選的，所述第一與非門電路的兩個(gè)輸入端分別連接所述初始PWM信號與所述與非門邏輯電路的輸出端，所述第一與非門的輸出端連接所述RS觸發(fā)器的S端，所述第二與非門電路的兩個(gè)輸入端分別連接所訴三角載波同步邏輯信號與所述與非門邏輯電路的輸出端，所述第二與非門的輸出端連接所述RS觸發(fā)器的R端，所述RS觸發(fā)器的輸出端輸出實(shí)現(xiàn)窄脈沖消除后的PWM信號。
[0012]本發(fā)明提出一種PffM調(diào)制中窄脈沖的消除方法，通過簡單的邏輯電路，利用三角載波同步邏輯信號與PWM調(diào)制中三角載波的頻率相同，占空比為50%的關(guān)系，有效的消除了在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)PWM多次調(diào)制帶來的窄脈沖。本發(fā)明的技術(shù)實(shí)現(xiàn)成本低，且沒有復(fù)雜的運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)方案可靠，不會對設(shè)備帶來任何可能的安全危害。同時(shí)由于電路中邏輯電路的環(huán)節(jié)很少，整個(gè)電路的延時(shí)非常短，幾乎不會對PWM信號造成延時(shí)，從而對輸出波形的控制沒有任何不良影響。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0014]圖1是PffM調(diào)制過程中窄脈沖形成原因圖；
[0015]圖2是本發(fā)明一種PffM調(diào)制中窄脈沖的消除方法實(shí)施例的窄脈沖消除電路；
[0016]圖3是本發(fā)明一種PWM調(diào)制中窄脈沖的消除方法實(shí)施例的窄脈沖消除電路的真值表;
[0017]圖4是本發(fā)明一種PWM調(diào)制中窄脈沖的消除方法實(shí)施例的窄脈沖消除電路的實(shí)驗(yàn)波形。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明，使本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加