高頻脈沖交流中移相控制策略詳解

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

　　在逆變器穩態工作且輸出濾波電感電流iLf連續時，一個高頻開關周期Ts內可分為六個開關狀態(以uDC>0時為例)，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、功率開關通態電阻、濾波電感寄生電阻等在內的等效阻抗。

　　圖4 單極性移相控制逆變器開關狀態電路及等效電路

　　由于開關頻率Fs遠大于輸出LC濾波器的截止頻率和輸出電壓頻率，在一個開關周期內輸出電壓uo可看成恒定量。圖4(g)所示等效電路的狀態方程為

　　3 雙極性移相控制原理

　　高頻脈沖交流環節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uof與正弦基準電壓uref比較，經PI調節器得到誤差放大信號ue，ue分別與極性相反的兩個載波信號uc1、uc2比較后，經上升沿二分頻，再按輸出濾波電流極性選擇導通，得到開關S5、S6的驅動信號。開關S7、S8的驅動信號分別與S5、S6的信號反相互補，并且有換流重疊時間(圖中未畫出)。將載波信號uc1二分頻后得到開關S1和S4的驅動信號，反相后得到開關S2和S3的驅動信號。

　　讓周波變換器的功率開關S5與S7(S6與S8)之間存在換流重疊導通時間、S5與S6(S7與S8)按濾波電感電流iLf極性選擇導通，從而使得該控制方案具有如下優點：1、周波變換器換流重疊期間實現了變壓器漏感能量的自然換流，實現了功率器件的零電流開關;2、實現了濾波電感電流的自然續流;3、iLf極性選擇信號的引入避免了換流重疊期間周波變換器中的環流現象;4、每個開關周期內兩次交流側的能量回饋實現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