TWI390835B

TWI390835B - 變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置及其方法

Info

Publication number: TWI390835B
Application number: TW98139838A
Authority: TW
Inventors: Lung Jay Cheng; Ting Chung Hsieh
Original assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2009-11-23
Publication date: 2013-03-21
Also published as: TW201119204A

Description

變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置及其方法

本創作係有關一種變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置及其方法，尤指一種利用軟體查表方式計算死區補償電壓值之變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置及其方法。

現今工業應用中最常用且能商品化的變頻器(inverter)控制技術，大略可廣義分為純量控制(scalar control)與向量控制(vector control)兩種。雖然純量控制在速度動態響應、控速比及控制精度等方面比較向量控制為差，但由於純量控制的控制架構簡單、容易實現而且比較不容易發散，因此，在一些非伺服目的的工業應用上仍然被廣泛採用。純量控制亦即電壓/頻率控制(V/f control)，也稱為變壓變頻控制(variable voltage variable frequency control,VVVF)。一般而言，純量控制是一種開迴路的控制方法，不需要回授馬達的轉速。其基本原理乃是：根據轉速命令調整馬達供應電源的頻率，亦即變頻器的輸出頻率。因為馬達的磁通大小正是與此電壓與頻率比值成正比，因此，也必須調整變頻器輸出電壓的大小，使得電壓與馬達運轉頻率的比值維持一定值，藉此達成維持磁通大小並控制轉速的目的。

雖然電壓/頻率控制是相當容易實現，然而在低頻輕載時，由於變頻器的輸出電壓極小，再加上切換開關上的壓降…等等因素，造成變頻器輸出電壓上的誤差加劇，因此，馬達運轉在低頻輕載時的控制性能就變得較差。

此外，在變頻器驅動電路中，由於功率晶體會有導通延遲(turn-on delay)與截止延遲(turn-off delay)的非理想現象，因此，實際上，功率晶體並不會在輸入命令到達後立即導通或截止。為了避免同一臂上兩晶體在非完全導通或截止狀態下發生短路之情況，須要在上下臂晶體導通與截止中間錯開，延遲一段時間，此段時間稱為死區時間(dead time)或稱短路防止時間。

短路防止時間的做法乃將每一功率晶體(開關)由截止至導通的瞬間往後延遲一時間，而此延遲的時間大小必須配合開關的切換速度。惟，加入短路防止時間後，變頻器輸出電壓的基本波成分會減少而低頻諧波成分會增加，當馬達低速運轉時，低頻諧波對馬達影響會更加明顯，特別是在開迴路控制下，輸出電流將發生零點交越(zero-crossing)的死區現象，使得實際電流在零點交越時產生了失真。

請參見第一圖A係習知變頻器死區補償之電路方塊圖，此種變頻器之死區補償方式為目前常用的補償方式之一。如圖所示，此一變頻器20A之死區補償方式係利用偵測一馬達30A的三相電流計算所需之死區補償量。亦即，利用一電流偵測電路40A偵測該馬達30A之輸入電源電流，也就是該變頻器20A之三相輸出電流。該三相輸出電流係由一死區補償模組50A接收該變頻器20A之三相輸出電流，並根據該三相電流之極性，在每一相之脈波寬度調變(PWM)參考命令值，加上或減去(視電流極性而定)一個修正量，使得產生的死區補償量係為一與電流同相位之梯形補償曲線。此種變頻器之死區補償方式具有計算簡單之優點，但其缺點是電壓補償量與梯形斜率會偏離理想值，導致輸出電流波形激變，使得馬達在轉動時會產生忽快忽慢之轉速不連續現象，此種失真現象在低頻輕載時(特別是1Hz以下之輕載甚至無載運轉)會特別明顯。

為了改善上述所提之馬達運轉在低頻輕載時之輸出電流波形激變現象，另一種也是目前常用的補償方式之一，如下所述：請參見第一圖B係習知變頻器死區補償之電路方塊圖。此種變頻器之死區補償方式係為採用電壓回授之死區補償方式。亦即，此種變頻器之死區補償方式係除了採用上述之補償方式外，另外再增加一電壓偵測電路60A。該電壓偵測電路60A係用以偵測該變頻器20A之三相輸出電壓，並且求出其瞬時之電壓輸出差量。並根據該電壓輸出差量以及所偵測到之三相電流極性，求出電壓補償量及其補償量之方向。此種以電壓回授方式進行死區補償的方式，輸出電流的波形接近純弦波，為平滑之補償曲線。相較於第一種變頻器死區補償方式(如第一圖A)的補償量係為一梯形，除了造成在高電壓輸出時梯形的轉折點處，會產生電流激變外，也由於梯形的補償量與真實補償量不一致，將產生電壓補償過大的問題。因此，此種變頻器之死區補償方式除了可得到高準確度補償量之優點外，更可得到幾乎無失真的弦波電流，以改善馬達運轉在低頻輕載時之輸出電流波形激變現象。但其缺點是為了直接偵測以求出電壓輸出差量，必須額外增加該電壓偵測電路60A，故此，相較於第一種變頻器死區補償方式(如第一圖A)來說，需要增加額外硬體電路的成本。

因此，如何設計出一種變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置及方法，能使在不額外增加硬體電路的前提下，改善馬達運轉在低頻輕載時低頻電流激變的問題，並獲得更快速之輸出入即時響應，乃為本案創作人所欲行克服並加以解決的一大課題。

為了解決上述問題，本發明係提供一種變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置。該變頻器內部開關元件之導通與截止狀態係透過一閘極驅動電路推動，用以驅動一以變壓變頻(V/f)控制之感應馬達，並且，該變頻器之三相輸出電流大小係由一電流偵測電路偵測為一類比偵測電流。該變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置係包含一類比數位轉換單元、一電壓頻率控制單元、一死區補償邏輯單元及一脈波寬度調變產生單元。

該類比數位轉換單元係連接該電流偵測電路，用以接收該類比偵測電流，並轉換該類比偵測電流為一數位偵測電流；其中，在速度閉迴路架構下，該類比數位轉換單元係用以接收該感應馬達之輸出頻率，並轉換該輸出頻率為一數位偵測頻率。該電壓頻率控制單元係連接該類比數位轉換單元，用以接收該數位偵測頻率，其中，在速度閉迴路架構下，同時也接收一外部頻率命令，並且將該數位偵測頻率與該頻率命令之誤差值，並根據該電壓頻率控制單元之電壓頻率轉換關係，輸出一對應之參考電壓。該死區補償邏輯單元係連接該類比數位轉換單元與該電壓頻率控制單元，用以接收該數位偵測電流與該參考電壓，並輸出一電壓命令。該脈波寬度調變產生單元係連接該死區補償邏輯單元，用以接收並轉換該電壓命令，並輸出一脈波寬度調變電壓命令至該閘極驅動電路。

該死區補償邏輯單元係包含一均方根值計算單元、一除法器、一第一電流電壓轉換單元、一第二電流電壓轉換單元、一乘法器及一加法器。該均方根值計算單元係接收該數位偵測電流，用以計算該數位偵測電流之均方根值為一基底電流。該除法器係連接該均方根值計算單元，用以計算該數位偵測電流與該基底電流之比值為一標么電流。該第一電流電壓轉換單元係連接該均方根值計算單元，用以接收該基底電流，並根據該第一電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係，輸出一對應之基底補償電壓。該第二電流電壓轉換單元係連接該除法器，用以接收該標么電流，並根據該第二電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係，輸出一對應之標么補償電壓。該乘法器係連接該第一電流電壓轉換單元與該第二電流電壓轉換單元，用以計算該標么補償電壓與該基底補償電壓之乘積為一補償電壓。該加法器係連接該乘法器，用以加總計算該補償電壓與該電壓頻率控制單元輸出之該參考電壓為該電壓命令。

為了解決上述問題，本發明係提供一種變頻器之脈波寬度調變死區補償方法。該變頻器係用以驅動一以變壓變頻控制(V/f)之感應馬達。該變頻器之脈波寬度調變死區補償方法之步驟係包含：首先，計算該變頻器輸出之三相電流瞬時值為一三相電流均方根值。然後，對一第一電流電壓轉換關係利用查表方式，取得一死區補償電壓基準值。然後，計算該三相電流瞬時值與該三相電流均方根值之比值為一三相電流標么值。然後，對一第二電流電壓轉換關係利用查表方式，取得一死區補償電壓標么值。最後，計算該死區補償電壓基準值與該死區補償電壓標么值之乘積為一死區補償電壓值。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

有關本創作之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：請參見第二圖A係為本發明之感應馬達驅動系統在轉速閉迴路控制下之架構圖。如第二圖A所示，一三相交流電源Vs經過一由複數個二極體(未標示)組成之整流器(rectifier)10，將該交流電源Vs之交流電壓整流成為直流電壓。然後，為了消除整流後該直流電壓之電壓漣波，因此，在該整流器10之後加上一電容(未標示)，用以穩壓濾波以產生一整流濾波後之直流電壓Vd。最後，透過一變頻器(inverter)20，將該直流電壓Vd轉變成脈衝電壓形式以控制一感應馬達30。該變頻器20係可將固定電壓與頻率之該交流電源Vs轉換成適用於驅動該感應馬達30可變速運轉的可變頻率、可變電壓或可變電流的交流電源。

在本創作中雖以三相電流、電壓成份說明所揭露之概念與實施例，但可利用座標軸轉換，將a-b-c三軸座標轉換成d-q兩軸正交座標，將本創作所揭露之概念與實施例基植在d-q兩軸正交座標下，達成相同之技術手段。至於座標軸轉換之技術係為此領域具通常知識者可熟知之習知技術，故在本創作中不再贅述。

本發明係更揭露一種變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置。該變頻器20內部開關元件之導通與截止狀態係透過一閘極驅動電路40推動，用以驅動一以變壓變頻(V/f)控制之感應馬達30，並且，該變頻器20之三相輸出電流大小係由一電流偵測電路50偵測為一類比偵測電流。其中，該變頻器20內部開關元件係可採用具有強電流、高壓應用和快速電壓型閘極全控功能之絕緣柵雙極電晶體(Isolated Gate Bipolar Transistor,IGBT)或其他可達成相同功能之功率電晶體，如金屬氧化層半導體場效電晶體(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)。此外，可透過安裝在該馬達30軸心上之一編碼器(encoder)32，偵測該馬達30之轉速，以提供在轉速閉迴路控制下之速度回授。並且，由於該馬達30之轉速正比於該馬達30之輸出頻率Fi ，因此，可根據該編碼器32所偵測到該馬達30之轉速，得到所對應之該馬達30輸出頻率Fi。

該變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置係包含一類比數位轉換單元60、一電壓頻率控制單元70、一死區補償邏輯單元80及一脈波寬度調變產生單元90。

該類比數位轉換單元60係連接該電流偵測電路50，用以接收該類比偵測電流Ia，並轉換該類比偵測電流Ia為一數位偵測電流Im；此外，該類比數位轉換單元60係用以接收該感應馬達30輸出頻率Fi，並轉換該輸出頻率Fi為一數位偵測頻率Fm。在轉速閉迴路控制架構下，該電壓頻率控制單元70係連接該類比數位轉換單元60，用以接收該數位偵測頻率Fm，同時也接收一外部頻率命令Fc。因此，該電壓頻率控制單元70係將該回授之數位偵測頻率Fm與該頻率命令Fc之誤差值(即頻率差)，根據該電壓頻率控制單元70之電壓頻率轉換關係，輸出一對應之參考電壓Vr。該死區補償邏輯單元80係連接該類比數位轉換單元60與該電壓頻率控制單元70，用以接收該數位偵測電流Im與該參考電壓Vr，並輸出一電壓命令Vc。該脈波寬度調變產生單元90係連接該死區補償邏輯單元80，用以接收並轉換該電壓命令Vc，並輸出一脈波寬度調變電壓命令Vp至該閘極驅動電路40。此外，該死區補償邏輯單元80將配合第三圖有更詳細之描述。

請參見第二圖B係為本發明之感應馬達驅動系統在轉速開迴路控制下之架構圖。轉速開迴路控制之原理與前述之轉速閉迴路控制相似，然而，兩者最大的差異在於：在轉速開迴路控制架構下，無須裝設速度回授用之該編碼器32。因此，該電壓頻率控制單元70係直接接收該外部頻率命令Fc，並根據該電壓頻率控制單元70之電壓頻率轉換關係，輸出一對應之參考電壓Vr。後續之信號處理與前述之轉速閉迴路控制相同，在此不再贅述。

請參見第三圖係本發明脈波寬度調變死區補償裝置之一死區補償邏輯單元之內部方塊圖。如圖所示，該死區補償邏輯單元80係包含一均方根值計算單元802、一除法器804、一第一電流電壓轉換單元806、一第二電流電壓轉換單元808、一乘法器810及一加法器812。該均方根值計算單元802係接收該數位偵測電流Im，用以計算該數位偵測電流Im之均方根值為一基底電流Ib。該除法器804係連接該均方根值計算單元802，用以計算該數位偵測電流Im與該基底電流Ib之比值為一標么電流Ipu。該第一電流電壓轉換單元806係連接該均方根值計算單元802，用以接收該基底電流Ib，並根據該第一電流電壓轉換單元806電流電壓轉換關係，輸出一對應之基底補償電壓Vb。該第二電流電壓轉換單元808連接該除法器804，用以接收該標么電流Ipu，並根據該第二電流電壓轉換單元808之電流電壓轉換關係，輸出一對應之標么補償電壓Vpu。該乘法器810係連接該第一電流電壓轉換單元806與該第二電流電壓轉換單元808，用以計算該標么補償電壓Vpu與該基底補償電壓Vb之乘積為一補償電壓Vcom。該加法器812係連接該乘法器810，用以加總計算該補償電壓Vcom與該電壓頻率控制單元70輸出之該參考電壓Vr為該電壓命令Vc。值得一提，該死區補償邏輯單元80更包含一電流極性單元(未圖示)，該電流極性單元係根據該電流偵測電路50偵測出該變頻器20之三相輸出電流極性，以決定所產生該補償電壓Vcom之增減方向，而提供正確之電壓補償量。

請參見第四圖A與第四圖B係分別為該第一電流電壓轉換單元與該第二電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係曲線圖，其中該兩條曲線為大致單調遞增之函數曲線。如第四圖A所示，橫座標係為該數位偵測電流Im經過該均方根值計算單元802提供均方根值計算所得之該基底電流Ib(單位為安培)，而縱座標為該第一電流電壓轉換單元806之電流電壓轉換關係所得之該基底補償電壓Vb(單位為伏特)。值得一提，該第一電流電壓轉換單元806之電流電壓轉換關係，係利用量測該變頻器20內部開關元件之導通與截止時間，求得該基底電流Ib與該基底補償電壓Vb之轉換關係。此外，該第一電流電壓轉換單元806之電流電壓轉換關係，亦係利用一軟體進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出之差值，求得該基底電流Ib與該基底補償電壓Vb之轉換關係。值得一提，該第一電流電壓轉換單元806之電流電壓轉換關係之離散數據係利用內插法(interpolation method)或預定數值分析之方法擬合為連續之函數，以提供完整之即時取樣電流與對應電壓之關係。

如第四圖A所示，舉例說明之。當該均方根值計算單元802計算出該基底電流Ib為5安培時，則利用查表方式，可透過該第一電流電壓轉換單元806之電流電壓轉換關係直接得到該基底補償電壓Vb為5.06伏特；又或當該基底電流Ib為10安培時，則可直接得到該基底補償電壓Vb為5.75特。但若該均方根值計算單元802計算出該基底電流Ib為7.3安培(沒有恰好對應之該基底補償電壓Vb)，則可內插法或預定數值分析之方法擬合，以計算出該基底電流Ib約為5.39伏特。

如第四圖B所示，橫座標係為該數位偵測電流Im經過該除法器804與該基底電流Ib比值計算所得之該標么電流Ipu(單位為標么)，而縱座標為該第二電流電壓轉換單元808之電流電壓轉換關係所得之該標么補償電壓Vpu(單位為標么)。值得一提，該第二電流電壓轉換單元808之電流電壓轉換關係，係利用量測該變頻器20內部開關元件之導通與截止時間求得該標么電流Ipu與該標么補償電壓Vpu之轉換關係。此外，該第二電流電壓轉換單元808之電流電壓轉換關係，亦係利用一軟體進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出之差值，求得該標么電流Ipu與該標么補償電壓Vpu之轉換關係。值得一提，該第二電流電壓轉換單元808之電流電壓轉換關係之離散數據係利用內插法(interpolation method)或預定數值分析之方法擬合為連續之函數，以提供完整之即時取樣電流與對應電壓之關係。

如第四圖B所示，舉例說明之。當該除法器804計算出該標么電流Ipu為0.2標么時，則利用查表方式，可透過該第二電流電壓轉換單元808之電流電壓轉換關係直接得到該標么補償電壓Vpu為0.8標么；又或當該標么電流Ipu為0.4標么時，則可直接得到該標么補償電壓Vpu為0.93標么。但若該除法器804計算出該標么電流Ipu為0.35標么(沒有恰好對應之該標么補償電壓Vpu)，則可內插法或預定數值分析之方法擬合，以計算出該標么電流Ipu約為0.89標么。

請參見第五圖係本發明脈波寬度調變死區補償方法之流程圖。該變頻器係用以驅動一以變壓變頻(V/f)控制之感應馬達。並且，該變頻器之脈波寬度調變死區補償方法之步驟係如下所述。

首先，係利用量測該變頻器內部開關元件之導通與截止時間，建立一第一電流電壓轉換關係與一第二電流電壓轉換關係。另外，亦係利用一軟體進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出之差值，建立該第一電流電壓轉換關係與該第二電流電壓轉換關係。然後，計算該變頻器輸出之三相電流瞬時值為一三相電流均方根值(S10)。然後，對該第一電流電壓轉換關係利用查表方式，取得一死區補償電壓基準值(S20)。然後，計算該三相電流瞬時值與該三相電流均方根值之比值為一三相電流標么值(S30)。然後，對該第二電流電壓轉換關係利用查表方式，取得一死區補償電壓標么值(S40)。然後，計算該死區補償電壓基準值與該死區補償電壓標么值之乘積為一死區補償電壓值(S50)。最後，將該死區補償電壓值與變壓變頻控制所產生之一參考電壓加總計算，以產生一脈波寬度調變之電壓命令，並透過一閘極驅動電路推動該變頻器之內部開關元件之導通與截止，進而控制該馬達運轉。

值得一提，在步驟(S20)與步驟(S40)中，由於該第一電流電壓轉換關係與該第二電流電壓轉換關係並非連續之函數，因此，當利用該第一電流電壓轉換關係與該第二電流電壓轉換關係為查表之依據時，由於並非所有即時取樣之電流都能恰好獲得所對應之電壓(請配合參見第四圖A與第四圖B)，所以，係利用內插法(interpolation method)或將預定數值分析之方法將該第一電流電壓轉換關係與該第二電流電壓轉換關係之離散數據擬合為連續之函數，以提供完整之即時取樣電流與對應電壓之關係。

此外，上述之該些步驟係由一數位訊號處理器(digital signal processor,DSP)所運算處理。

綜上所述，本發明係具有以下之優點：

1、利用量測該變頻器內部開關元件之導通與截止時間或利用軟體進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出之差值，建立該第一電流電壓轉換單元與該第二電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係，並利用查表(lookup table)之方式，僅需再配合內插法(interpolation method)或預定數值分析之方法，即可免去複雜之電流電壓轉換計算，大大地降低運算複雜度，如此，在即時控制的應用上，將提供更快速之輸出入即時響應。亦即，只要取得該三相瞬時電流大小與計算後之三相電流均方根值大小，可達成即時調節死區補償電壓補償量。

2、利用軟體查表方式，模擬電壓回授方式的死區補償法，除了可得到高準確度補償量之優點外，更可得到幾乎無失真的弦波電流，以改善馬達運轉在低頻輕載時之輸出電流波形激變現象。

3、利用軟體查表方式，在該變頻器驅動用以驅動一以變壓變頻(V/f)控制之感應馬達應用上，並且，適用於轉速閉迴路與轉速開迴路控制。僅需藉由電流回授就可輸出正確電壓值，不用額外的電壓偵測電路，可達成在不增加硬體成本的情況下獲得更準確之電壓補償量。

惟，以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

〔習知技術〕

20A‧‧‧變頻器

30A‧‧‧馬達

40A‧‧‧電流偵測電路

50A‧‧‧死區補償模組

60A‧‧‧電壓偵測電路

〔本發明〕

Vs‧‧‧交流電源

10‧‧‧整流器

20‧‧‧變頻器

30‧‧‧感應馬達

32‧‧‧編碼器

40‧‧‧閘極驅動電路

50‧‧‧電流偵測電路

60‧‧‧類比數位轉換單元

70‧‧‧電壓頻率控制單元

80‧‧‧死區補償邏輯單元

802‧‧‧均方根值計算單元

804‧‧‧除法器

806‧‧‧第一電流電壓轉換單元

808‧‧‧第二電流電壓轉換單元

810‧‧‧乘法器

812‧‧‧加法器

90‧‧‧脈波寬度調變產生單元

Ia‧‧‧類比偵測電流

Im‧‧‧數位偵測電流

Fc‧‧‧頻率命命

Fi‧‧‧輸出頻率

Fm‧‧‧數位偵測頻率

Vr‧‧‧參考電壓

Vc‧‧‧電壓命令

Vp‧‧‧脈波寬度調變電壓命令

Ib‧‧‧基底電流

Ipu‧‧‧標么電流

Vb‧‧‧基底補償電壓

Vpu‧‧‧標么補償電壓

Vcom‧‧‧補償電壓

S10~S50‧‧‧步驟

第一圖A係習知變頻器死區補償之電路方塊圖；第一圖B係習知變頻器死區補償之電路方塊圖；第二圖A係本發明之感應馬達驅動系統在轉速閉迴路控制下之架構圖；第二圖B係本發明之感應馬達驅動系統在轉速開迴路控制下之架構圖；第三圖係本發明脈波寬度調變死區補償裝置，一死區補償邏輯單元之內部方塊圖；第四圖A係一第一電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係曲線圖；第四圖B係一第二電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係曲線圖；及第五圖係本發明脈波寬度調變死區補償方法之流程圖。

S10~S50‧‧‧步驟

Claims

一種變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置，該變頻器內部開關元件之導通與截止狀態係透過一閘極驅動電路推動，用以驅動一以變壓變頻控制之感應馬達，並且，該變頻器之三相輸出電流大小係由一電流偵測電路偵測為一類比偵測電流；該變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置係包含：一類比數位轉換單元，係連接該電流偵測電路，用以接收該類比偵測電流，並轉換該類比偵測電流為一數位偵測電流；其中，在速度閉迴路架構下，該類比數位轉換單元係用以接收該感應馬達之輸出頻率，並轉換該輸出頻率為一數位偵測頻率；一電壓頻率控制單元，係連接該類比數位轉換單元，用以接收該數位偵測頻率；其中，在速度閉迴路架構下，同時也接收一外部頻率命令，並且將該數位偵測頻率與該頻率命令之誤差值，根據該電壓頻率控制單元之電壓頻率轉換關係，輸出一對應之參考電壓；一死區補償邏輯單元，係連接該類比數位轉換單元與該電壓頻率控制單元，用以接收該數位偵測電流與該參考電壓，並輸出一電壓命令；該死區補償邏輯單元係包含：一均方根值計算單元，係接收該數位偵測電流，用以計算該數位偵測電流之均方根值為一基底電流；一除法器，係連接該均方根值計算單元，用以計算該數位偵測電流與該基底電流之比值為一標么電流；一第一電流電壓轉換單元，係連接該均方根值計算單元，用以接收該基底電流，並根據該第一電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係，輸出一對應之基底補償電壓；一第二電流電壓轉換單元，係連接該除法器，用以接收該標么電流，並根據該第二電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係，輸出一對應之標么補償電壓；一乘法器，係連接該第一電流電壓轉換單元與該第二電流電壓轉換單元，用以計算該標么補償電壓與該基底補償電壓之乘積為一補償電壓；及一加法器，係連接該乘法器，用以加總計算該補償電壓與該電壓頻率控制單元輸出之該參考電壓為該電壓命令；及一脈波寬度調變產生單元，係連接該死區補償邏輯單元，用以接收並轉換該電壓命令，並輸出一脈波寬度調變電壓命令至該閘極驅動電路。
如申請專利範圍第1項之變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置，其中，在速度開迴路控制時，該電壓頻率控制單元係直接接收該外部頻率命令，並根據該電壓頻率控制單元之電壓頻率轉換關係，輸出一對應之參考電壓。
如申請專利範圍第1項之變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置，其中該第一電流電壓轉換單元之該電流電壓轉換關係為一單調遞增曲線。
如申請專利範圍第1項之變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置，其中該第二電流電壓轉換單元之該電流電壓轉換關係為一單調遞增曲線。
如申請專利範圍第1項之變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置，其中該第一電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係，係利用量測該變頻器內部開關元件之導通與截止時間，求得該基底電流對該基底補償電壓之轉換關係。
如申請專利範圍第1項之變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置，其中該第二電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係，係利用量測該變頻器內部開關元件之導通與截止時間，求得該標么電流對該標么補償電壓之轉換關係。
如申請專利範圍第1項之變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置，其中該第一電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係，係利用一軟體進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出之差值，求得該基底電流對該基底補償電壓之轉換關係。
如申請專利範圍第1項之變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置，其中該第二電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係，係利用一軟體進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出之差值，求得該標么電流對該標么補償電壓之轉換關係。
如申請專利範圍第1項之變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置，其中該第一電流電壓轉換單元與該第二電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係之離散數據係利用內插法(interpolation method)擬合為連續之函數。
如申請專利範圍第1項之變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置，其中該第一電流電壓轉換單元與該第二電流電壓轉換單元之電流電壓轉換關係之離散數據係利用一預定數值分析之方法擬合為連續之函數。
如申請專利範圍第1項之變頻器之脈波寬度調變死區補償裝置，其中該變頻器內部開關元件係為絕緣柵雙極電晶體(isolated gate bipolar transistor,IGBT)。
一種變頻器之脈波寬度調變死區補償方法，該變頻器係用以驅動一以變壓變頻控制之感應馬達；該變頻器之脈波寬度調變死區補償方法之步驟係包含：(a)計算該變頻器輸出之三相電流瞬時值為一三相電流均方根值；(b)對一第一電流電壓轉換關係利用查表方式，取得一死區補償電壓基準值；(c)計算該三相電流瞬時值與該三相電流均方根值之比值為一三相電流標么值；(d)對一第二電流電壓轉換關係利用查表方式，取得一死區補償電壓標么值；及(e)計算該死區補償電壓基準值與該死區補償電壓標么值之乘積為一死區補償電壓值。
如申請專利範圍第12項之方法，在該步驟(e)之後，更包含：(f)將該死區補償電壓值與變壓變頻控制所產生之一參考電壓加總計算，以產生一脈波寬度調變之電壓命令。
如申請專利範圍第13項之方法，該步驟(a)至該步驟(f)係由一數位訊號處理器(digital signal processor,DSP)運算處理。
如申請專利範圍第12項之方法，在該步驟(a)之前更包含利用量測該變頻器內部開關元件之導通與截止時間，建立該第一電流電壓轉換關係與該第二電流電壓轉換關係。
如申請專利範圍第12項之方法，在該步驟(a)之前更包含利用軟體進行直流注入，配合理論電壓輸出和實際電壓輸出之差值，建立該第一電流電壓轉換關係與該第二電流電壓轉換關係。
如申請專利範圍第12項之方法，在該步驟(a)與該步驟(d)中，係利用內插法(interpolation method)將該第一電流電壓轉換關係與該第二電流電壓轉換關係之離散數據擬合為連續之函數。
如申請專利範圍第12項之方法，在該步驟(a)與該步驟(d)中，係利用一預定數值分析之方法將該第一電流電壓轉換關係與該第二電流電壓轉換關係之離散數據擬合為連續之函數。