图 1-2 展示了具有偏移的实际电流传感器的等效模型。在该研究中，电流传感器偏移被建模为标准化为测量满量程的固定值，具体详见方程式 8。

其中

• I₀ 是传感器存在的绝对偏移值
• I_MAX 是测量范围的最大值
• ẟ₀ 是测量中引入的偏移误差的标么值

交流/直流级电流控制环路的目标是在不需要确定系统中实际电流的情况下，使 MCU 检测到的电流保持受控状态。如果由于偏移误差导致测量值与实际电流不匹配，则电流会在系统中引起不良的功率扰动，如方程式 9 所示。

其中

• ΔP_O 是由偏移误差所引起、随时间变化的功率扰动
• I_O1、I_O2 和 I_O3 是每个电流传感器的偏移误差
• V 是相对中性点 RMS 电压
• ω 是由电网频率衍生而来的电脉动

与增益误差情况不同，功率扰动与交流和直流级之间的功率转换无关；因此，该问题在任何工作条件下都存在。这导致直流链路中始终存在电压纹波。偏移会在系统中引入功率扰动，其频率等于电网的线路频率。如增益误差一章中所述，直流总线电压环路无法完全抑制来自检测点的电源纹波。因此，必须对控制环路与电流检测性能之间的关系进行仿真。我们针对以下用例和假设运行了仿真：

• 将直流总线电压设置为最小额定电压，从而达到最大纹波电压 (650V)
• 交流侧和直流侧之间进行最大功率交换。这对结果没有影响。在空载条件下，结果是相同的。
• 偏移误差是相对于单位完整测量范围定义的。当采用基于分流器的设计与 ±50mV 隔离式器件时，最大量程为 ±32A。
• 应用于三个相位以达到最坏情况的偏移如下： I_O1 = –I_O2 = –I_O3
• 电流控制环路带宽在所有仿真中保持恒定 (3kHz)
• 交流滤波器的设计目标是在使用理想检测技术时，将标称功率条件下电网的 THD 保持在 3%
• 电力线频率为 50Hz

图 2-16 显示了交流/直流转换器在不同电流检测技术和不同偏移误差条件下的仿真结果。

图 2-16 在直流链路带宽和偏移误差参数下随时间变化的直流链路电压纹波

可以观察到，直流链路上存在 50Hz 纹波电压，该电压由具有偏移的电流检测级注入的电源纹波引起。此外，由于 PI 控制器的积分部分，当达到稳定状态时，所有情况下电压的平均值仍然相同。

直流链路电压纹波和电压控制带宽之间具有明显的相关性。如果电压控制环路的带宽足够高，该控制环路会尝试通过快速控制电流环路来消除纹波电压，但会以牺牲电网的 THD 为代价。实际上，当控制带宽等于 400Hz 时，1.4% 的偏移误差会导致 THD 增加 10%（从 3% 增加到 3.3%)。相反，当电压环路的带宽不高时，直流链路中的波动会非常大，这是因为电压环路不会尝试抑制这种变化，但这次不会再向电网中注入任何谐波。但请记住，直流链路中存在电压纹波会导致电池出现电源纹波，而这是不能容忍的。此外，如果电压带宽大幅降低，阶跃负载响应的性能会变得相当差。

总之，当开关节点处的电流传感器具有 1.4% 的偏移误差时，可能导致电网电流的 THD 增加超过 10%。