ZHCY211 December 2024 AMC0106M05 , AMC0106M25 , AMC0136 , AMC0311D , AMC0311S , AMC0386 , AMC0386-Q1 , AMC1100 , AMC1106M05 , AMC1200 , AMC1200-Q1 , AMC1202 , AMC1203 , AMC1204 , AMC1211-Q1 , AMC1300 , AMC1300B-Q1 , AMC1301 , AMC1301-Q1 , AMC1302-Q1 , AMC1303M2510 , AMC1304L25 , AMC1304M25 , AMC1305M25 , AMC1305M25-Q1 , AMC1306M05 , AMC1306M25 , AMC1311 , AMC1311-Q1 , AMC131M03 , AMC1336 , AMC1336-Q1 , AMC1350 , AMC1350-Q1 , AMC23C12 , AMC3301 , AMC3330 , AMC3330-Q1
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- 引言
- 隔離式信號鏈簡介
- 選擇樹
- 電流檢測
- 電壓感測
- EMI 性能
- 終端設備
- 其他參考設計/電路
偏移的影響
圖 75 展示了具有偏移的實際電流傳感器的等效模型。在該研究中，電流傳感器偏移被建模為標準化為測量滿量程的固定值，具體詳見方程式 47。
其中
- I0 是傳感器存在的絕對偏移值
- IMAX 是測量范圍的最大值
- ?0 是測量中引入的偏移誤差的標么值
交流/直流級電流控制環路的目標是在不需要確定系統中實際電流的情況下，使 MCU 檢測到的電流保持受控狀態。如果由于偏移誤差導致測量值與實際電流不匹配，則電流會在系統中引起不良的功率擾動，如方程式 48 所示。
其中
- ΔPO 是由偏移誤差所引起、隨時間變化的功率擾動
- IO1、IO2 和 IO3 是每個電流傳感器的偏移誤差
- V 是相對中性點 RMS 電壓
- ω 是由電網頻率衍生而來的電脈動
與增益誤差情況不同，功率擾動與交流和直流級之間的功率轉換無關；因此，該問題在任何工作條件下都存在。這導致直流鏈路中始終存在電壓紋波。偏移會在系統中引入功率擾動，其頻率等于電網的線路頻率。如增益誤差一章中所述，直流總線電壓環路無法完全抑制來自檢測點的電源紋波。因此，必須對控制環路與電流檢測性能之間的關系進行仿真。我們針對以下用例和假設運行了仿真：
- 將直流總線電壓設置為最小額定電壓，從而達到最大紋波電壓 (650V)
- 交流側和直流側之間進行最大功率交換。這對結果沒有影響。在空載條件下，結果是相同的。
- 偏移誤差是相對于單位完整測量范圍定義的。當采用基于分流器的設計與 ±50mV 隔離式器件時，最大量程為 ±32A。
- 應用于三個相位以達到最壞情況的偏移如下：IO1 = –IO2 = –IO3
- 電流控制環路帶寬在所有仿真中保持恒定 (3kHz)
- 交流濾波器的設計目標是在使用理想檢測技術時，將標稱功率條件下電網的 THD 保持在 3%
- 電力線頻率為 50Hz
圖 91 顯示了交流/直流轉換器在不同電流檢測技術和不同偏移誤差條件下的仿真結果。
圖 91 在直流鏈路帶寬和偏移誤差參數下隨時間變化的直流鏈路電壓紋波可以觀察到，直流鏈路上存在 50Hz 紋波電壓，該電壓由具有偏移的電流檢測級注入的電源紋波引起。此外，由于 PI 控制器的積分部分，當達到穩定狀態時，所有情況下電壓的平均值仍然相同。
直流鏈路電壓紋波和電壓控制帶寬之間具有明顯的相關性。如果電壓控制環路的帶寬足夠高，該控制環路會嘗試通過快速控制電流環路來消除紋波電壓，但會以犧牲電網的 THD 為代價。實際上，當控制帶寬等于 400Hz 時，1.4% 的偏移誤差會導致 THD 增加 10%（從 3% 增加到 3.3%)。相反，當電壓環路的帶寬不高時，直流鏈路中的波動會非常大，這是因為電壓環路不會嘗試抑制這種變化，但這次不會再向電網中注入任何諧波。但請記住，直流鏈路中存在電壓紋波會導致電池出現電源紋波，而這是不能容忍的。此外，如果電壓帶寬大幅降低，階躍負載響應的性能會變得相當差。
總之，當開關節點處的電流傳感器具有 1.4% 的偏移誤差時，可能導致電網電流的 THD 增加超過 10%。