一種pwm調制中窄脈沖的消除方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力有源濾波器、SVG、逆變器、PFC、變頻器等用到PffM調制方法的系統領域，特別涉及一種PWM調制中窄脈沖的消除方法。
【背景技術】
[0002]在電力有源濾波器(APF)、SVG、逆變器、PFC、變頻器等電力電子設備中，脈沖寬度調制(PWM)技術得到廣泛應用，其基本原理是調制波和三角載波進行比較，從而產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，調制波為通過一定的算法計算出的波形，通過控制調制波就可以實現設備輸出電流或電壓達到期望大小。
[0003]當前在以上幾種設備的應用中，PffM調制的實現一般是通過數字處理器實現的。由于數字處理器處理速度限制，實際調制波的采樣頻率和開關頻率一般處于同一個數量級，傳統的實現方法是在三角載波的一個周期內，上升階段和下降階段只會進行一次調制波和三角載波的比較，從而實現固定開關頻率的PWM輸出。但是隨著更高速計算芯片如高速FPGA的出現，運算速度能得到大大提升，一般很容易達到M級的采樣頻率，而由于電力電子器件開關速度的限制，實際開關頻率一般在10到20kHZ之間，這樣在一個開關周期內會出現數次調制波和三角載波的比較，此時如果調制波中有高頻紋波或在APF應用場合調制波里可能會出現高頻信號，會很容易導致調制波和載波在一個開關周期內出現多次交截的情況。如圖1所示，在三角載波3的前半周期，當調制波2數據與三角載波3數據第一次相等即在點Cl處時，PffM波2由高變低，接著由于調制波2數據和三角載波3數據的更新，調制波2數據更新到C2，這樣會使調制波2與三角載波3 二次交截，產生窄脈沖，三角載波的后半周期可以進行同樣的分析。
[0004]如前所述的窄脈沖的出現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周期內產生的，會造成電力電子器件實際開關頻率高于額定頻率，從而在易損壞電力電子器件的同時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，一種是通過調制波和三角載波產生第一次交截后進行計數，如果在三角載波的前半周期或后半周期內又產生了第二次交截則忽略這次比較；第二種方法是限制調制波更新后數據的大小使得如圖1中C1、C2連成的直線的斜率小于三角載波的上升斜率，即可避免調制波與三角載波的二次交截，從而避免產生窄脈沖。這兩種方法均需要占用很大的計算資源，實現比較復雜，而且由于FPGA時序需要同步，如果處理不慎，很容易造成某些窄脈沖限制功能的失效。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種能夠有效消除PffM調制過程中由于在一個開關周期內PWM多次調制帶來的窄脈沖，且電路結構簡單，占用計算資源少，可以十分可靠的實現窄脈沖的消除。
[0007]為了解決以上技術問題，本發明提供一種PffM調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，所述輸出端輸出實現窄脈沖消除后的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制信號經過三角載波后生成。
[0008]優選的，所述三角載波同步邏輯信號與PffM調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周期，所述三角載波同步邏輯信號輸出邏輯為“O”。
[0009]優選的，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觸發器。
[0010]優選的，所述與非門邏輯電路包括一個與非門，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輸入端。
[0011]優選的，所述第一與非門電路的兩個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觸發器的S端，所述第二與非門電路的兩個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觸發器的R端，所述RS觸發器的輸出端輸出實現窄脈沖消除后的PWM信號。
[0012]本發明提出一種PffM調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調制中三角載波的頻率相同，占空比為50%的關系，有效的消除了在一個開關周期內PWM多次調制帶來的窄脈沖。本發明的技術實現成本低，且沒有復雜的運算，實現方案可靠，不會對設備帶來任何可能的安全危害。同時由于電路中邏輯電路的環節很少，整個電路的延時非常短，幾乎不會對PWM信號造成延時，從而對輸出波形的控制沒有任何不良影響。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明:
[0014]圖1是PffM調制過程中窄脈沖形成原因圖；
[0015]圖2是本發明一種PffM調制中窄脈沖的消除方法實施例的窄脈沖消除電路；
[0016]圖3是本發明一種PWM調制中窄脈沖的消除方法實施例的窄脈沖消除電路的真值表;
[0017]圖4是本發明一種PWM調制中窄脈沖的消除方法實施例的窄脈沖消除電路的實驗波形。
【具體實施方式】
[0018]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明，使本發明的上述及其它目的、特征和優勢將更加