
三相两电平逆变器DPWM(断续PWM)Simulink开环仿真:降低开关损耗的载波调制改进
处理方法
最近在折腾三相逆变器的调制策略,发现传统PWM虽然稳定但开关损耗感人。手头有个两电平逆变
器项目,决定试试DPWM(Discontinuous PWM)方案。这玩意儿核心思路很暴力——让每相桥臂在某些时间段
直接保持高电平或低电平,强行给功率器件放假。
先看调制波生成部分。传统SPWM的调制波是纯正弦波,而DPWM需要注入三次谐波分量。用Simulink
的MATLAB Function块实现这个逻辑挺方便:
```matlab
function y = dpwm_wave(phase_angle, modulation_index)
theta = phase_angle;
third_harmonic = 0.5 * modulation_index * sin(3*theta);
y = modulation_index * sin(theta) - third_harmonic;
end
```
这段代码通过叠加三次谐波把正弦波削峰,原本圆润的波峰被压平。这样在载波比较时,对应相的
开关管就能获得更长的"休息时间"。注意这里的调制比别超过0.95,否则削峰后的波形会直接撞上载波幅
值极限。
载波部分用Repeating Sequence模块搭了个变种锯齿波。关键参数设置:
```matlab
carrier_freq = 5e3; % 载波频率5kHz
Ts = 1/(2*carrier_freq); % 半周期时间
```
这里有个骚操作——把载波幅度范围设为[-0.75,0.75],比常规SPWM的[-1,1]范围压缩了25%。这么
做是为了配合调制波削峰后的动态范围,避免过调制的发生。
主电路拓扑就是标准的三相两电平逆变器模型。重点观察IGBT的开关动作:
```simulink
Powergui模块必须启用
IGBT模块开启损耗计算功能
Probe模块挂在各桥臂上采集开关状态
```
跑完仿真对比传统SPWM,发现DPWM的开关次数直接砍掉30%。特别是当负载电流过零点附近,能明显
看到某相桥臂完全停止开关动作。这时候该相电流通过续流二极管自然续流,功率器件彻底躺平。