基于FPGA的死区补偿方法及装置与流程

技术特征：
1.基于FPGA的死区补偿方法，包括:1)用于高压变频器；高压变频器三相变频电源中每相均串接多个功率单元形成高压电源,三相交流市电(1)经过移相变压器(9)向各功率单元提供移相后三相交流电(1n)；每个功率单元主回路由移相后三相交流电(1n)、整流滤波电路(2)、IGBT全桥逆变器(3)组成；或者2)用于光伏逆变器；每相主回路由光伏电池(1m)、电容滤波电路(2m)、IGBT三相逆变器(3m)组成；其特征是：1)所述死区补偿装置包括:对应每个IGBT全桥或多桥逆变器设2-3个脉宽测量电路(4)、一片现场可编逻辑阵列FPGA(5)、一个驱动电路(6)；并包括外部的主控系统(7)；每个脉宽测量电路如下组成:①由运放U1、电容C1、电阻R2、R4、R3、R5、R6组成的基准电压产生电路；②由电容C2、电阻R1、R7组成的积分电路；③由比较器U2和U3组成比较电路,比较器U2和U3输出端S1、S2分别接FPGA两个输入IO口；④由晶体管Q1、Q2组成的初始化电路:两晶体管Q1、Q2基极分别接FPGA输出接口G；⑤设上述R2＝R1；R4＝R7；R3＝R6﹤﹤(R3+R5+R6)；C1﹥﹥C2…………式(A)将每个脉宽测量电路中电路电压Udc端、Ua端和低电位端DCN分别接IGBT全桥或多桥逆变器直流母线高电位端D、中端E和负端O；2)主控系统通过光纤通信传输向FPGA提供上升和下降沿零时刻t0、t02的给定矩形脉冲U7；被测实际PWM脉冲Ua的上升和下降沿零时刻为t11、t12；FPGA设的等效矩形脉冲Ux的上升和下降沿零时刻为tc1、tc2,并通过下述测量计算获得tc1、tc2；3)在给定矩形脉冲U7上升沿零时刻t0时,FPGA控制晶体管Q2断开,实际脉冲电压Ua经过R1、R7分压给C2充电；此过程是对实际脉冲电压Ua上升沿积分的过程；4)当C2两端电压高于基准电压Vref1时，比较器U2输出高电平，FPGA捕获此上升沿，并记录上升沿积分结束时间t1；同时，FPGA控制晶体管Q1闭合，将电容C2两端电压初始化为运放U1输出电压；设等效矩形脉冲UX上升沿零时刻tc1时脉冲高度为Udc，电容C2两端电压为UC2,令：根据积分电路，有：式(B)中在满足式(A)的条件下，有：获得5)在给定矩形脉冲U7下降沿零时刻t02时，FPGA控制晶体管Q1断开，电容C2经过R1、R7放电，此过程是对实际脉冲电压Ua下降沿积分的过程；6)当电容C2两端电压低于基准电压Vref2时，比较器U3输出低电平，FPGA捕获此下降沿，并记录下降沿积分结束时间t2；同时，FPGA控制晶体管Q2闭合，将电容C2两端电压初始化为0；7)在下降沿积分过程中，假设实际脉冲等效矩形脉冲UX下降沿零时刻为tc2，有：在满足式(A)的条件下，有：由此便获得最后确定出等效矩形脉冲UX宽度为：BX＝tc2-tc1＝t2-t18)FPGA由获得的脉冲宽度BX和给定的脉冲宽度B7,得到当前脉冲宽度误差△＝BX-B7；并由FPGA对脉冲误差进行累加，累加结果作为下一次脉冲脉宽的补偿值，即下一次FPGA输出脉冲宽度等于其接收到的给定脉冲宽度加上脉宽补偿值；FPGA输出脉冲经驱动电路控制IGBT全桥或多桥逆变器。2.实现权利要求1的基于FPGA的死区补偿方法所需的死区补偿装置,包括:1)用于高压变频器；高压变频器三相变频电源中每相均串接多个功率单元形成高压电源,三相交流市电(1)经过移相变压器(9)向各功率单元提供移相后三相交流电(1n)；每个功率单元主回路由移相后三相交流电(1n)、整流滤波电路(2)、IGBT全桥逆变器(3)组成；或者2)用于光伏逆变器；每相主回路由光伏电池(1m)、电容滤波电路(2m)、IGBT三相逆变器(3m)组成；其特征是：1)所述死区补偿装置,包括:对应每个IGBT全桥或多桥逆变器设2-3个脉宽测量电路(4)、一片现场可编逻辑阵列FPGA(5)、一个驱动电路(6)；并包括外部的主控系统(7)；每个脉宽测量电路如下组成:①由运放U1、电容C1、电阻R2、R4、R3、R5、R6组成的基准电压产生电路；②由电容C2、电阻R1、R7组成的积分电路；③由比较器U2和U3组成比较电路,比较器U2和U3输出端S1、S2分别接FPGA两个输入IO口；④由晶体管Q1、Q2组成的初始化电路:两晶体管Q1、Q2基极分别接FPGA输出接口G；⑤设上述R2＝R1；R4＝R7；R3＝R6﹤﹤(R3+R5+R6)；C1﹥﹥C2；将每个脉宽测量电路中电路电压Udc端、Ua端和低电位端DCN分别接IGBT全桥或多桥逆变器直流母线高电位端D、中端E和负端O；2)主控系统通过光纤通信传输向FPGA提供上升和下降沿零时刻t0、t02的给定矩形脉冲U7；被测实际PWM脉冲Ua的上升和下降沿零时刻为t11、t12；FPGA设的等效矩形脉冲Ux的上升和下降沿零时刻为tc1、tc2。