Delta變換技術(shù)之主逆變器的逆變/整流狀態(tài)整合

主逆變器同樣是可雙向傳輸功率的四象限高頻半橋式變換器，工作頻率在l5kHz左右，它并聯(lián)在UPS輸出端，從兩個橋臂的中點取出屯壓經(jīng)電感電容濾波后直接向負(fù)載輸出。主逆變器在逆變狀態(tài)時，向負(fù)載輸出功率，反之，在整流狀態(tài)時，從叨?S輸出端(實際上是從叨，S輸入端)吸收功率。下面，簡單介紹一下主逆變器在兩種狀態(tài)下的工作過程。

1、逆變狀態(tài)

圖2-41所示為主逆變器逆變狀態(tài)的等效電路及工作過程。我們分析其工作過程時，先按輸出電壓正半周和負(fù)半周把它分解為兩個降壓型開關(guān)電路(Buck)。在輸出電壓的正半周時，降壓開關(guān)電路由開關(guān)管VT1、續(xù)流二極管VD2和電感「組成。VTI開通時電容C，上的正電壓(384V)通過電感「向負(fù)載輸出功率，電感「中的電流線性上升;當(dāng)VT，由開通轉(zhuǎn)為截止后，由于電感「的續(xù)流作用，感應(yīng)電壓使W乃導(dǎo)通，續(xù)流電流由電容C2提供，其電流方向?qū)嶋H上是給電容C2充電。在輸出電壓的負(fù)半周時，降壓開關(guān)電路由開關(guān)管VT1、續(xù)流二極管WD，和電感「組成。VT2開通時，電容C2上的負(fù)電壓(-384V)通過電感「形成輸出電壓的負(fù)半周，電感「中電流線性上升，VT2由開通轉(zhuǎn)為截止后，由于電感的續(xù)流作用使二極管VD2通導(dǎo)，其電流方向?qū)嶋H上是給電容C1，充電。在電路中，輸出電容C是容量不大的交流濾波電容器，設(shè)置它的主要目的是與電感「一起濾除逆變器15肝忙開關(guān)脈動電壓和千擾信號，使輸出電壓為平滑的工弦波。

由圖2-41所示的工作過程和輸出電壓波形可知：

當(dāng)開關(guān)管的控制波形按正弦規(guī)律變化(SPWM)時，輸出電壓肯定是正弦波;

改變開關(guān)管VT1，、VT2的開關(guān)占空比，即可調(diào)節(jié)輸出電壓的高低，例如，正半周時若加長VT，通導(dǎo)的時間(W乃續(xù)流時間縮短)，則輸出電壓升高，反之，若縮短VT，通導(dǎo)時間(VT1續(xù)流時間加長)，則輸出電壓降低;負(fù)半周時若加長VT2的通導(dǎo)時間()刀，續(xù)流時間縮短)，則輸出電壓升高，反之，則輸出電壓降低;

正半周時，VT?高頻通斷工作，電容C，放電，DV1續(xù)流，C2充電，負(fù)半周時，VT2高頻通斷工作，電容C2放電，WD，續(xù)流，C，充電。兩個電容不管是充電還是放電，持續(xù)時間都是5OHz的半周，即lOms，所以電容C，和C2都應(yīng)取得足夠大，盡量減小直流母線的5OHz紋波;

當(dāng)輸入電壓比輸出額定電壓高時，主逆變器處于逆變狀態(tài)，直流母線電壓隨著輸出功率過程而下降，Delta逆變器在感知直流母線電壓下降后，將從主電路吸收功率(對主電路形成負(fù)補償)給直流母線升壓，以維持該電壓(實際上是電池電壓)穩(wěn)定不變;也就是說，主逆變器逆變狀態(tài)時直流母線的電流由Delta變換器向主逆變器輸送，并不需要電池釋放或者吸收功率。Delta變換器向主逆變器傳送的電流是它在對主電路做負(fù)電壓補償時由主電路以功率的形式吸收來的。

2、整流狀態(tài)

圖2-42所示是主逆變器的整流狀態(tài)等效電路及工作過程。此時可等效為兩個升壓開關(guān)電路(Boost)，輸出電壓正半周時，升壓開關(guān)電路由開關(guān)管VT2、續(xù)流二極管WD，和電感組成。當(dāng)VT2導(dǎo)通時，輸出電壓通過電感使電容C1(-384V)放電，電感儲能，電感中電流線性上升，當(dāng)VT2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止后，由于電感的續(xù)流作用，感應(yīng)電壓使WD，導(dǎo)通，續(xù)流電流向電容C，充電，完成整流功能;當(dāng)輸出電壓負(fù)半周時，升壓開關(guān)電路由開關(guān)管VT，、續(xù)流二極管W乃和電感組成，VT，導(dǎo)通時，輸出電壓通過電感使電容C，(+384V)放電，此時電感儲能。

特別要指出的是，頻率同步電路的效果絲毫不會影響輸出電壓此與輸入電壓邱同頻同相，在DeIta變換叨裕中，輸出電壓與輸入電壓之間根本不存在頻差及相差司題。控制電路設(shè)置頻率同步功能僅僅是為了使兩個變換器工作在最佳狀態(tài)，并使對輸入電壓和負(fù)載電流諧波的補償功能有比較理想的效果。