一種多功能逆變電源的設計與實現

3 控制設計

在控制部分采用滯環完全數字化控制。滯環控制響應速度快、準確度較高、跟蹤精度高，輸出電壓不含特定頻率的諧波分量等特點，能夠使用DSP實現數字化控制。對于主電路的主逆變器和從逆變器采用滯環控制。

圖3 滯環控制原理

如圖3所示，主開關的滯環寬度為h，從開關管的滯環寬度為hs，且hs＞h。主逆變器一直工作，開關管V1和V4；V2和V3交替導通關斷。從逆變器有三種工作狀態。在t1~t2時刻，誤差電壓并沒有超過從逆變器的滯環寬度，只需要主逆變器工作，四個開關管都關斷；在t3時刻，誤差電壓△u＞hs,開關管VS2和VS3導通，開關管VS1和VS4關斷；t4時刻誤差電壓－△u＜－hs開關管VS1和VS4導通，開關管VS2和VS3關斷。

考慮到跟隨突變信號時跟隨困難的情況，在滯環控制器前引入了微分環節，如圖4所示，以改善跟隨效果。

圖4 帶微分環節的滯環控制

引入微分環節后，根據圖1和圖2所示，對主逆變器滯環控制策略為：

式中：T為微分時間常數。

上述不等號取等號情況，則實際環寬h′為：

當穩態或者電壓變化率不大時微分環節很小，可忽略，h′較大；當電壓突變時微分環節將很大，不能忽略，h′較小，u迅速跟蹤Uref。加入微分環節實際上就是改變滯環寬度。從逆變器滯環控制也采用相同原理。

4 仿 真

利用Matlab，根據所提出主電路和控制設計建立模型。對圖1的二重級聯單相全橋逆變器進行仿真，負載為阻感型。

參考信號為正弦波，周期T為0.02s，最大值為50V。輸出電壓波形如圖5所示。

圖5 參考信號為正弦波輸出電壓