Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

1
Ud/2 IB 0.5
0
-0.5
-1
x A,Soll
i A
u A0,real
u A0,ideal
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5
ω 1t/2π
17.2 Leistungshalbleiter 323
-50
.
.
-60
0 5 10 15
.
20 25
.
30 35
.
40
.
45
Bild 17.11. Mittelpunktspannung bei Ansteuerung mit Totzeit und Schaltverzögerung,
links: Schaltfunktion, idealisierter Phasenstrom und Mittelpunktspannung,
rechts: Spektra der idealen Schalfunktion und der Mittelpunktspannung,
T tot=5%T T, t d,i,ein+t r,i=t d,i,aus+t r,i=3%T T, 0dB: U d/2 bzw. 1
Kompensation der Ausschaltverzögerung: Mit Vorsteuerungen ist es möglich, den Einfluss
der Verzögerung, die durch die Schalter verursacht wird, zu kompensieren. Damit
kann die Totzeit kürzer gewählt werden, was zu einer Reduktion der Verzerrungen führt.
Obwohl Vorsteuerungen nur selten und auch dann nur für die Ausschaltverzögerungen
Anwendung finden, soll eine Variante kurz vorgestellt werden. Sie beruht auf der geregelten
Verzögerung des Ansteuersignals für die einzelnen Schalter, wie in Bild 17.12 dargestellt:
die Ein- und Ausschaltflanken des Schalteransteuersignals s’ A+ werden so gesteuert,
dass beide Flanken des Schalterstroms um die gleiche Zeit t V gegenüber der Schaltfunktion
s A+ verzögert sind. Die Einschaltverzögerung t V,ein ist näherungsweise gleich t V.
Die Ausschaltverzögerungszeit t V,aus wird der erwarteten Ausschaltverzögerung angepasst.
Dies kann nach verschiedenen Kriterien geschehen: eine Variante ist die Korrektur
aufgrund der gemessenen Verzögerung t V-t V,aus beim letzten Ausschaltvorgang. Dabei
wird angenommen, dass der Phasenstrom von einem Ausschaltvorgang zum nächsten nur
wenig ändert, was bei grossen Schaltzahlen q normalerweise erfüllt ist. Eine weitere Möglichkeit
ist eine Vorsteuerung aufgrund des gemessenen Schalterstromes i S+. Dieses Verfahren
funktioniert auch bei kleinen Schaltzahlen. Beide Varianten haben ihre Vor- und
Nachteile. Beim Einfügen der Totzeit ist zu beachten, dass die Pulse verkürzt werden können.
Die verbleibende Einschaltzeit der Leistungshalbleiter muss aber immer mindestens
die minimale Pulsweite betragen. Dies muss bei der Ansteuerung der Halbleiter garantiert
werden.
s A+ s’A+ iS+
t V,ein
t V
t V,aus
t V
t
Bild 17.12.
Regelung der Ausschaltverzögerung,
s A+: Schaltfunktion, s’ A+: Ansteuersignal für
den Leistungshalbleiter
Die Eigenschaft, dass während der Totzeit die Polarität der Mittelpunktspannung durch
die Last bestimmt wird, kann bei Antrieben unter speziellen Bedingungen zu Instabilitä-
10
dB u A0,real u A0,ideal
0
.
-10
-20
-30
-40
.
.
.
.
.
.
.
f/f 1