光伏并网逆变器死区效应分析与死区的仿真实验研究

　　死区效应分析

　　电压型桥式逆变系统的主电路如图1所示，图中 V（i）为功率开关元件，Vd（i）为续流二极管。图2（a）给出了开关死区效应示意图，图2（b）给出了控制死区效应示意图。

　　如图2（a）所示，当电流大于零时，相对于理想电压波形，开关死区效应产生一系列误差电压脉冲。在 V1器件工作的一个周期内，开关死区效应产生了两个误差电压脉冲，一个是宽度为Ton（开通时间）、幅值为Ud的负脉冲，另一个是宽度为To（ff 关断时间）、幅值为Ud的正脉冲。此时相对于理想电压波形，实际输出电压的正向脉冲宽度增加了Toff-Ton，而实际输出电压的反向脉冲宽度减少了Toff-Ton。同理，当电流小于零时，可以得出相反的结论。

　　零时，可以得出相反的结论。如图2（b）所示，当电流大于零时，相对于理想电压波形，控制死区效应产生一系列误差电压脉冲。在 V1器件工作的一个周期内，控制死区效应产生了一个是宽度为Td（控制死区时间）、幅值为Ud的负脉。此时相对于理想电压波形，实际输出电压的正向脉冲宽度减少了Td，而实际输出电压的反向脉冲宽度增加了 Td。同理，当电流小于零时，可以得出相反的结论。

　　一般情况下，Toff-Ton的值很小，而Td较大。因此，与控制死区效应相比开关死区效应的影响非常小，在分析、计算中往往忽略开关死区效应，只考虑控制死区效应。通常所说的死区一般就是指控制死区［10］。

　　死区对输出电压的影响

　　尽管死区造成的单个误差电压脉冲不足以影响整个系统的性能，但其累积效应足以使逆变器的输电电压波形发生畸变。在高载波频率的SPWM逆变器中，这种畸变是不容忽视的。为便于对死区效应作定量分析，现假定如下：忽略开关器件的反向存储时间；系统有足够大的载波比；误差电压脉冲呈等间距分布；忽略脉冲重叠现象；逆变器输出电流波形接近正弦。基于上述假设条件就可以采用正负半周误差电压法对其进行分析［11-12］。