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            采用MATLAB對SPWM進行輔助設計

            作者: 時間:2011-03-03 來源:網(wǎng)絡 收藏

            由圖7及圖8可見,在單極性調(diào)制下,死區(qū)時間明顯減小了基波的幅值,降低了直流電壓利用率,在未考慮中斷延遲時間實際應用中,設計定時常數(shù)應考慮死區(qū)時間的影響。一般應予在扣除。

            圖7a=0.93,f=5kHz,td=3μs單極性調(diào)制對應輸出頻譜

            圖8a=0.93,f=kHz,未考慮死區(qū)時間

            單極性調(diào)制對應輸出頻譜

            圖9a=0.95,f=10kHz對應的輸出頻譜

            中斷延遲時間Td=10μs

             

            圖10a=0.95,f=10kHz對應的輸出頻譜

            5中斷程序時間的影響及其對策

            在單片機采用本身定時器以實現(xiàn)SPWM控制時,由于將定時常數(shù)寫入定時器需要在定時中斷服務程序中完成,從中斷響應到定時器進行下一次記數(shù)開始有一段時間,我們稱為中斷延遲時間。一般情況下,計算出中斷延遲時間,然后在定時常數(shù)中予以扣除,就可以消除中斷延遲時間對輸出的影響。但在一些場合,如調(diào)制系數(shù)大于09,正弦波與三角波幅值幾乎相等的那一段,此時的定時常數(shù)非常短,小于中斷延遲時間,無法進行扣除,就是說,定時常數(shù)的時間必須大于中斷延遲時間。當調(diào)制系數(shù)接近于1或調(diào)制比很高的情況下,中斷延遲時間對輸出有較大影響,表現(xiàn)在輸出的電壓幅值無法進一步增大。采用MATLAB仿真的波形如圖9及圖10所示。

            可見,由于中斷延遲時間的影響,隨著調(diào)制比的進一步增加,基頻并未得到有效的增強,而諧波成分的幅值卻得到增加。

            為降低中斷延遲時間的影響,提高直流電壓的利用率,在定時常數(shù)對應時間小于中斷延遲時間的區(qū)域,可以采用降低調(diào)制比,但保留調(diào)制系數(shù)不變的方法,實際上是降低開關頻率,增加了中斷時間,從而降低中斷延遲時間的影響,使基波的幅值得到提高。

            6結語

            SPWM是DC/AC變換中常用的控制方法。采用MATLAB進行輔助設計,可極大地減少工作量,并可對各種SPWM方法進行仿真,由于無寄生電路參數(shù)的影響,這種仿真更能說明各種方法的優(yōu)劣。本文還對SPWM變換實際工作時死區(qū)時間和中斷延遲時間的影響進行了分析,并提出解決方法。


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