高頻脈沖交流中移相控制策略詳解

實(shí)現(xiàn)單極性移相控制的具體方案為：1、將輸出電壓反饋信號(hào)uof與正弦基準(zhǔn)電壓uref比較放大后得到電壓誤差放大信號(hào)ue1，ue1與載波uc比較后得到信號(hào)k1，k1下降沿二分頻、反相互補(bǔ)后分別得到功率開關(guān)S1、S3的驅(qū)動(dòng)信號(hào);2、將ue1反極性信號(hào)ue2與載波uc比較后得到信號(hào)k2，k2下降沿二分頻、反相互補(bǔ)后分別得到功率開關(guān)S2、S4的驅(qū)動(dòng)信號(hào);3、將載波uc下降沿二分頻、反相互補(bǔ)后分別得到功率開關(guān)S5(S6)、S7(S8)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

　　在逆變器穩(wěn)態(tài)工作且輸出濾波電感電流iLf連續(xù)時(shí)，一個(gè)高頻開關(guān)周期Ts內(nèi)可分為六個(gè)開關(guān)狀態(tài)(以u(píng)DC>0時(shí)為例)，如圖4(a)～(f)所示。圖4(a)、(b) 、(d)、(e)和圖4 (c)、(f)可分別用圖4(g)、(h)所示等效電路表示，其中r為包括變壓器漏阻抗、功率開關(guān)通態(tài)電阻、濾波電感寄生電阻等在內(nèi)的等效阻抗。

　　圖4 單極性移相控制逆變器開關(guān)狀態(tài)電路及等效電路

　　由于開關(guān)頻率Fs遠(yuǎn)大于輸出LC濾波器的截止頻率和輸出電壓頻率，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)輸出電壓uo可看成恒定量。圖4(g)所示等效電路的狀態(tài)方程為

　　3 雙極性移相控制原理

　　高頻脈沖交流環(huán)節(jié)逆變器雙極性移相控制原理(以全橋全波式為例),如圖5所示。輸出電壓反饋信號(hào)uof與正弦基準(zhǔn)電壓uref比較，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器得到誤差放大信號(hào)ue，ue分別與極性相反的兩個(gè)載波信號(hào)uc1、uc2比較后，經(jīng)上升沿二分頻，再按輸出濾波電流極性選擇導(dǎo)通，得到開關(guān)S5、S6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。開關(guān)S7、S8的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別與S5、S6的信號(hào)反相互補(bǔ)，并且有換流重疊時(shí)間(圖中未畫出)。將載波信號(hào)uc1二分頻后得到開關(guān)S1和S4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，反相后得到開關(guān)S2和S3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

　　讓周波變換器的功率開關(guān)S5與S7(S6與S8)之間存在換流重疊導(dǎo)通時(shí)間、S5與S6(S7與S8)按濾波電感電流iLf極性選擇導(dǎo)通，從而使得該控制方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、周波變換器換流重疊期間實(shí)現(xiàn)了變壓器漏感能量的自然換流，實(shí)現(xiàn)了功率器件的零電流開關(guān);2、實(shí)現(xiàn)了濾波電感電流的自然續(xù)流;3、iLf極性選擇信號(hào)的引入避免了換流重疊期間周波變換器中的環(huán)流現(xiàn)象;4、每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)兩次交流側(cè)的能量回饋實(shí)現(xiàn)了逆變橋所有功率器件的零電壓開通[5]。

　　圖5 雙極性移相控制原理