论文分享：Abnormal Voltage Compensation caused by Vertical Crossing in Phase-shifted PWM-based Cascaded H-bridge Inverters

标题：Abnormal Voltage Compensation caused by Vertical Crossing in Phase-shifted PWM-based Cascaded H-bridge Inverters

作者：Jeong-Yul Bang、Dongho Choi、Hyeon-Woo Oh、June-Seok Lee

单位：檀国大学

本文发表于2024 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)

阅读全文：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10861276 

论文简介

本文提出了一种用于抑制相移PWM控制的级联H桥逆变器中垂直交叉现象的方法，以解决因调制波与载波在非零点或峰值处垂直交叉导致的PWM脉冲丢失问题。垂直交叉会引发逆变器输出电压异常和负载电流浪涌，尤其在滤波较小的并网系统中危害显著。文中通过分析载波斜率与调制波的变化趋势，建立了垂直交叉的数学预测条件，并提前调整可能发生异常的单元调制波，同时将调整产生的电压误差均匀分配到其他单元进行补偿，从而在不依赖硬件改动的情况下确保输出电压的准确性。本文使用DSIM进行仿真，仿真结果表明该方法有效消除了垂直交叉导致的电压失真和电流浪涌，适用于多采样控制的级联H桥逆变器系统。

使用DSIM进行级联H桥逆变器垂直交叉抑制仿真

为了研究垂直交叉对相移PWM控制的级联H桥逆变器输出电压和负载电流的异常影响，本文使用DSIM对三单元级联H桥逆变器进行仿真，该逆变器系统还配置了多采样控制策略（每载波周期三次采样），并分析了补偿算法对电压误差（如E_m）和电流浪涌（如i_Load尖峰）的抑制效果。该仿真通过对比补偿前后的波形（如v_cell,x、v_CHB及i_Load），验证了所提方法在消除垂直交叉问题中的有效性，并基于RL负载（20 Ω/1.9 mH）和特定载波频率（1.67 kHz）参数完成了系统性验证。