3相3級逆變器的中心對齊SVPWM實現

發布時間：2013-12-27 11:35 發布者：eechina

作者：德州儀器 (TI) MCU SAE小組VieriXue　　　　　　　　　　　　　　

摘要

空間矢量脈寬調制（SVPWM）廣泛用于3相逆變器控制系統。SVPWM MCU實現的最有效方法是中心對齊PWM，因為MCU中的PWM模塊可輕松產生中心對齊PWM。本文將討論SVPWM實現方法，并介紹一種輕松實現中心對齊SVPWM的方法，其適合于片上PWM模塊。

1 引言

SVPWM廣泛用于3相逆變器控制系統，原因是它比正弦脈寬調制（SPWM）擁有更高的DC側電壓利用效率。盡管SVPWM具有許多優勢，但是它難以實現。最難的因素是計算每個功率開關的占空比，以及確定每個開關周期的矢量扇區和脈沖序列。許多文章都介紹了3相2級逆變器的占空比計算方法，并且我們可以使用許多方法來計算出矢量序列（例如，中心對齊方法，它可以在MCU平臺中輕松地實現）。

為了改善3相逆變器的系統效率，3級或者多級逆變器正變得越來越流行。相比2級逆變器，3級逆變器擁有更多的功率開關（最多可達12個）；這就意味著，3級逆變器比2級逆變器擁有更多的矢量扇區。因此，相比2級逆變器，3級逆變器SVPWM的占空比計算和矢量計算更加復雜。

本文[1]介紹了一種計算矢量扇區的簡單方法。計算過程總共只有2步，第1步把整個矢量分為6個主要扇區。這一步與2級逆變器的扇區計算方法非常類似。第2步，把基準扇區重新定位至這6個扇區之一中，然后把這個主扇區分為6個子扇區。這種計算方法可用于2級逆變器，用于確定有效矢量和計算其停頓時間。但是，我們還沒有討論每個開關周期的矢量序列，并且占空比計算方法很難在MCU應用中實現。本文[2]把相同方法用于計算矢量。重新定位的零矢量作為2級逆變器的零矢量，則得到的矢量序列與2級逆變器一樣。在實現過程中，MCU用于產生序列信號，并把外圍邏輯電路用于每個功率開關的已實現PWM生成。我們并未介紹沒有外圍邏輯電路且適合于MCU實現的方法。

SVPWM MCU實現的最有效方法是中心對齊PWM，因為MCU的PWM模塊可輕松地產生中心對齊PWM。本文將基于[1]和[2]所述方法，討論SVPWM實現，并介紹實現中心對齊SVPWM的一種簡單方法，其適合于片上PWM模塊。

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