逆变电源数字PWM响应时间延迟探讨

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1、、，0l-37No．420l7．4船电技术I应用研究逆变电源数字PWM响应时间延迟探讨丁长健，孙恩林(1．中海油能源发展股份有限公司，天津300000)摘要：随着微处理器技术的快速发展，基于DSP数字芯片的数字PWM控制器系统广泛地应用于电力电子变换装置中。但与此同时，数字PWM控制器所带来的输出响应时间延迟问题也逐渐为电力电子工程师们所重视，特别是对于大功率电力电子变换装置，由于开关频率受到限制使得这部分时间延迟显得尤为突出。文中详细分析了数字PWM控制器及滤波器和补偿回路对逆变器响应时间延迟的影响机理，并

2、利用matlab软件和数学分析方法详细分析了逆变器的响应时问延迟，最后，通过实验数据验证了理论分析方法和结果的正确性，为时间延迟的优化工作提供了理论指导。关键词：数字脉冲宽度调制逆变器响应延迟分析中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1003—4862(2017)04—0023．03TheAnalysisofDigitalPWMandInverterDelayDingChangjian，SunEnlin(CNOOCEnergyTechnology&ServicesLimited,Tianjin3000

3、00．China)Abstract：thedevelopmentofmicro-processors,digitalPWMcontrollerssystembasedonDSParewidelyusedinpowerelectronicsconversiondevices．Howeve~moreandmoreengineersattentionsarepaidtotheinverter&ZaycausedbydigitalPWM．Especially,withlimitedswitchingfrequency

4、,theaeZayproblemofhighpowerelectronicsconversiondevicesisparticularlyoutstanding．Inthispaper,themechanismthatdigitalPWMcontrollerandfilteractoninverter&ZayisamplyanalyzedAndmatlabandmathematicalanalysismethodsareusedtodeterminewhatcausedtheoutputvoltagetime

5、aeZayofinver~randhowinverterdelaygeneratedThenexperimentaldataappropriatelyverifesthatthetheoreticalanalysismethodandresultarecorrect．Thus，theanalysismethodprovidesatheoreticalfoundationfofollowingoptimization．Keywords：digitalPM：inver~r,"timeaelay,．analysis

6、散化过程中采样频率往往等于功率器件开关频0引言率。因此，由采样间隔时间过长导致的逆变电源随着船舶电力推进系统的发展，推进系统的负装置性能下降，跟踪响应时间延迟变大等问题就载功率不断增加，多种形式的脉冲大功率负载对显得越发的突出和不可忽视【2'3J。船舶电站功率提出了更高的需求，中压交流(直于是，为了优化船舶大功率逆变电源的输出响流)综合电力系统逐渐成为船舶电站发展的主流应特性，使其能够满足系统性能需求，本文对影趋势⋯。于是，船上变频器、逆变电源等变流装置响逆变电源输出响应时间延迟的主要因素进行详都呈现出高压、

7、大电流的特点，而这些电气特性细分析，为系统优化工作提供理论基础。定义输决定了其功率器件IGBT的开关频率不能过高I2]，出电压时间延迟为从给定电压信号到电源输出电否则会因为开关损耗过高而烧毁器件或导致变流压达到给定值50％所需的时间。器效率低下，而采用数字PWM控制方式，因离1逆变电源主电路及控制系统收稿日期：2016．12．26逆变电源主电路采用H桥结构，主电路及系作者简介：丁长健(1980-)，男，工学学士。研究方向：船统控制框图如图1所示，调制方式为单极性倍频舶工程建造项目管理。船电技术l应用研究、，0

8、l_37No．42017．4PWM，控制器采用以DSP为核心的数字PWM控比较，发生比较匹配事件时，产生比较中断，输制方式。图1(b)中，AD采样、转换及保持过程的出PWM脉冲进行翻转，得到对应占空比的PWM时间延迟在1us以内(约为500ns)，数字PWM驱动脉冲[5】c脉冲驱动器Concept的时问延迟为300ns，逆变器IGBT(FF600R06ME3)开通时间和关断时间分别为0．12gs和0