一种双调制波死区补偿方法、介质及设备与流程

本技术涉及逆变器，尤其是涉及一种双调制波死区补偿方法、介质及设备。

背景技术：

1、电压源型逆变器为防止同相上下桥臂直通短路，必须在互补开关管驱动信号之间插入死区时间。死区时间的引入会使逆变桥口输出电压相对于理想调制波产生畸变，进而恶化并网电流谐波指标（thd）；为降低电流谐波指标，工业界普遍采用死区补偿技术。

2、现有 dsp 软件中采用的传统死区补偿方案为：区分正负半周，通过延迟开关管上升沿的方式生成硬件死区时间，再根据电流极性对应增加或减少固定占空比脉冲宽度来抵消死区带来的电压损失。

3、经验证，现有传统单波死区补偿方案存在以下的固有技术缺陷：

4、（1）传统死区生成机制通过延迟开关管上升沿实现，单调制波增减占空比的补偿方式只能改变脉冲宽度，无法将 pwm 高电平方波的中心点与等腰三角形载波中心点对齐，使得脉冲位置被强制偏移，引入大量谐波。

5、（2）传统方案依赖adc采样电流的符号位判定补偿方向。在发电/用电功率象限快速切换的过渡过程中，采样极性判断与补偿偏移量容易出现时序匹配错误，导致桥口电压出现非预期跳变，产生电流尖峰、波形畸变。

6、（3）adc采样噪声叠加开关纹波，导致零电流附近采样极性在正负之间频繁跳变，补偿方向反复切换，过零点处电流波形出现明显平顶畸变。小电流工况下电流纹波率大，正半周电流不完全为正，传统方案仍按大电流方式提前开通 pwm，补偿起到反效果。

技术实现思路

1、本技术的其中一个目的在于提供一种能够解决上述背景技术中至少一个缺陷的双调制波死区补偿方法。

2、本技术的另一个目的在于提供一种用于实施上述双调制波死区补偿方法的计算机可读存储介质。

3、本技术的再一个目的在于提供一种用于实施上述双调制波死区补偿方法的电子设备。

4、为达到上述的至少一个目的，本技术的一个方面提供了一种双调制波死区补偿方法，包括如下步骤：对调制模块配置用于触发调制波下降沿的第一比较器和触发调制波上升沿的第二比较器；获取多种调制工况下的相电流瞬时参考值，并确定对应的有效死区补偿量；基于获取的相电流瞬时参考值的符号位，将原始调制波拆分为差值等于有效死区补偿量的第一调制波和第二调制波；将第一调制波和第二调制波分别加载至第一比较器和第二比较器，并经由调制模块的死区模块输出带有死区时间的互补驱动信号。

5、优选的，基于逆变器的控制架构不同，相电流瞬时参考值的具体获取方式包括：若逆变器采用dq旋转坐标系控制架构，将d轴和q轴的电流环参考值，通过锁相环输出的实时正余弦值，执行坐标反变换得到所需的相电流瞬时参考值；若逆变器采用比例谐振控制架构、瞬时电流环控制架构或电压环控制架构，直接取环路输出的瞬时电流指令作为所需的相电流瞬时参考值。

6、优选的，对有效死区补偿量进行确定的具体过程为：基于相电流瞬时参考值的幅值与预设的小电流门限值的比较结果，对多种调制工况进行分类；若相电流瞬时参考值的幅值绝对值大于等于小电流门限值，判定为大电流连续导通工况，在该工况下有效死区补偿量取固定的全补偿值；若相电流瞬时参考值的幅值绝对值小于小电流门限值，判定为小电流断续工况，在该工况下有效死区补偿量取零或按照线性过渡方式减小。

7、优选的，小电流门限值取事先标定的固定值；或者，根据逆变器的实时运行工况，确定逆变器电感的电感电流纹波谷值为零时的平均电流，将该平均电流值作为小电流门限值。

8、优选的，对有效死区补偿量进行确定的具体过程为：根据相电流瞬时参考值确定电网瞬时功率指令的方向；基于电网瞬时功率指令的方向，确定续流阈值和逆变电感的电感电流斜率；根据确定的电感电流斜率，实时计算电感电流纹波谷值；当电感电流纹波谷值小于负的续流阈值时，有效死区补偿量取零；当电感电流纹波谷值介于负的续流阈值和零之间时，根据电感电流纹波谷值与电感电流斜率的比值，对有效死区补偿量进行平滑调整；当电感电流纹波谷值大于零时，有效死区补偿量取固定的全补偿值。

9、优选的，将相电流瞬时参考值与电网电压瞬时值的乘积作为电网瞬时功率指令；当电网瞬时功率指令大于零时，续流阈值和电感电流斜率s的计算表达式为：

10、；；

11、当电网瞬时功率指令小于零时，续流阈值和电感电流斜率s的计算表达式为：

12、；；

13、对有效死区补偿量进行平滑调整的表达式为：

14、；；

15、式中，表示直流母线电压，表示电网电压瞬时值，表示死区时间，l表示逆变电感，表示电感电流纹波谷值，prd表示调制周期寄存器值，表示相电流瞬时参考值，表示当前调制波值，k表示包含逆变电感l和标定系数的常数。

16、优选的，在进行原始调制波的拆分之前，基于逆变器的开关特性对有效死区补偿量进行修正，具体的修正过程为：在电网电压的过零点附近，且相电流瞬时参考值的幅值绝对值小于预设的自检阈值时，触发自标定过程；在自标定过程内，向逆变器的逆变桥臂注入检测脉冲对；根据逆变桥臂输出端电压相对于理想输出电压的偏差，计算当前有效死区时间与标定的死区时间之间的漂移量，并叠加至有效死区补偿量，得到修正后的有效死区补偿量；其中，漂移量的计算表达式为：

17、；

18、式中，表示逆变桥臂输出端电压相对于理想输出电压的偏差，表示逆变桥臂的开关周期，表示直流母线电压。

19、优选的，将原始调制波拆分为第一调制波和第二调制波的过程为：当相电流瞬时参考值小于零时，第一调制波等于原始调制波，第二调制波等于原始调制波加上有效死区补偿量；当相电流瞬时参考值大于等于零时，第一调制波等于原始调制波减去有效死区补偿量，第二调制波等于原始调制波；其中，第一调制波加载至第一比较器，第二调制波加载至第二比较器。

20、本技术的另一个方面提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序；当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的双调制波死区补偿方法。

21、本技术的再一个方面提供了一种电子设备，包括处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时，实现上述的双调制波死区补偿方法。

22、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：

23、（1）本技术通过两路独立调制波分别控制上升沿和下降沿触发点，二者差值恒定，自动保证调制脉冲中心点与载波中心点完全对齐，从根源上消除传统单调制波补偿方案无法解决的脉冲位置偏移引入谐波的固有缺陷。

24、（2）本技术针对多种调制工况均生成对应的相电流瞬时参考值，并基于该相电流瞬时参考值的符号位进行调制波拆分。由于采用相电流瞬时参考值而非易受开关纹波和采样噪声影响的采样电流作为极性判断依据，在电流过零附近及功率方向切换过程中，符号位不易频繁跳变，补偿方向能够保持稳定，从而避免因极性误判导致的桥口电压非预期跳变、电流尖峰和波形畸变。

25、（3）本技术能够在不同功率等级、不同电流方向和不同运行状态下，均获得与当前工况相适应的有效死区补偿量，避免单一固定补偿量在部分工况下补偿不足或过补偿的问题，提升全工况范围内的死区补偿精度和适应性。

26、（4）本技术的算法无需专用硬件支撑，可兼容市面主流 dsp/mcu 平台，新旧设备均可通过软件升级快速搭载该功能，通用性与可移植性极强。