
由图1可知:ic大于0负载电流通过D2续流,输出电压Uc =-UDC/2 i c<0时,负载电流通过D.续流,输出电压Uc =UDC/2。
而在理想情况下,同一桥臂上两个IGBT的控制信号是互补的,即一个处于导通状态时,另一个必须处于关断状态。
当T2关断,T1导通时,ic>O,输出电压Uc o=-UDC/2;当T1关断,T2导通时,icO时,Ui=U-ucUDC 当ic<0时,ui=uco-uc=-Udc如图2所示为死区效应的波形示意图,(a)为c相桥臂理想输出电压Uco波形(不含死区),(b)为实际输出电压Uc的波形,(c)给出了电流的方向,(d)表示c相误差电压。
由此可见,死区效应引起的等效误差方波是与PwM逆变器输出的谐波补偿电流是反相的,假设电压型PwM逆变器载波比足够高,且误差电压脉冲呈等间距分布,则等效误差方波幅值UK的大小可表示为:

式中:Ⅳ为一个基波周期,内的开关次数,fc为载波频率。

由式(1)可知,方波的幅值与逆变器输出电压和电流的大小无关,而与载波频率和死区时间成正比。若设载波频率fC为12.8kHz,死区时间为5μs,直流侧电压UDC为500 v,则误差方波的幅值可达32 v,其对输出的影响将不可忽略。
对于并联型有源电力滤波器,其补偿电流发生电路的作用是根据指令电流运算电路得出的补偿电流的指令信号,产生实际的补偿电流。而补偿电流ic是由主电路中直流侧电容电压与交流侧电源电压的差值作用于电感上产生的。

假设逆变器输出的谐波补偿电流ic是5次谐波,且仍以基波周期T为最小正周期,基波频率为50Hz。由上述分析可知,误差方波是与PwM逆变器输出的谐波补偿电流是反相的,故其频率相同,即为5×50=250 Hz。则对误差电压Ui方波进行傅立叶分析:

其中:Um为Ui的幅值,ω1为Ui方波的的角频率。
由此可知,方波在5次谐波(250 Hz)附近的幅值较大,从而对逆变器的谐波输出产生一定的影响,同时,其它频率谐波的存在也将影响APF的补偿效果。
从相位分析,加入死区延时以后逆变器实际输出的谐波电压、电流的相位比理想的波形要滞后。
综上所述,死区延时产生的误差电压对APF逆变器输出谐波电流的幅值和相位都会产生消极影响,从而降低APF装置的谐波补偿效果。
4基于改进规则采样法进行PWM调制的死区补偿方法
改进规则采样法是一种在规则采样法基础上的一种改进方法,这种方法具有比规则采样法有更好的精确度的优点,更适合于工程应用…。其原理图如图3(a)所示。

设三角波的周期为T1在相邻两个三角波负峰时刻t和ti+7对调制信号采样而得到C点和D点,过C点和D点作一直线和三角波分别交于A点和B点,在A点的时刻t1和B点的时刻t2控制功率开关器件的通断。
三角波的周期T和幅值K都是确定的,设调制信号在C点和D点的值分别为s1和s2,则可求得线段CD的方程为:

三角波两腰的方程为:

联合(4)一(6),即得功率开关时间t1和t2的值为:

以逆变器c相桥臂为例,采用如图3(a)所示的改进规则采样法进行PWM调制,在ic=
0的情况下,也只需将调制得到的下桥臂关断时间点t2提前Td即可。如图3(b)所示。

从而可得到PWM控制信号脉宽数据。
5结束语
有源电力滤波器信号处理流程中的各个环节都存在一定的延时,死区延时可看作一种比较特殊的延时,同样将降低滤波装置的谐波治理效果,还可能导致某些高次谐波放大,甚至影响基于锯齿载波的脉宽调制。。在通过改进规则采样法进行PWM调制时,通过将调制得到的上下桥臂关断时间点提前一个死区时间,即实现了在PWM调制过程中完成死区延时的有效补偿,从而进一步提高了调制精度,改善了APF装置谐波抑制的效果。
