作者：南京航空航天大学 邢 岩 严仰光（南京210016） 来源：《电源技术应用》

摘要：研究分析了逆变器的两种双环瞬时反馈控制方式——电流型准pwm控制方式和三态dpm电流滞环跟踪控制方式，介绍其工作原理，分析比较其动态和静态性能，并给出具体实现电路及系统仿真结果。 关键词：pwm 逆变器 功率变换器 控制 电流型双环控制技术在dc/dc变换器中广泛应用，较单电压环控制可以获得更优良的动态和静态性能[3]。其基本思路是以外环电压调节器的输出作为内环电流给定，检测电感(或开关)电流与之比较，再由比较器的输出控制功率开关，使电感和功率开关的峰值电流直接跟随电压调节器的输出而变化。如此构成的电流、电压双闭环变换器系统瞬态性能好、稳态精度高，特别是具有内在的对功率开关电流的限流能力。逆变器(dc/ac变换器)由于交流输出，其控制较dc/dc变换器复杂得多，早期采用开关点预置的开环控制方式[1]，近年来瞬时反馈控制方式被广泛研究，多种各具特色的实现方案被提出，其中三态dpm(离散脉冲调制)电流滞环跟踪控制方式性能优良，易于实现。本文将电流型pwm控制方式成功用于逆变器控制，介绍其工作原理，与电流滞环跟踪控制方式比较动态和静态性能，并给出仿真结果。 1 三态dpm电流滞环跟踪控制方式 电流滞环跟踪控制方式有多种实现形式[1，2，4，5]，其中三态dpm电流滞环跟踪控制性能较好且易于实现[1]。参照图1，它的基本工作原理是：检测滤波电感电流il，产生电流反馈信号if。if与给定电流ig相比较，根据两个电流瞬时值之差来决定单相逆变桥的4个开关在下一个开关周期中的导通情况：ig－if>h时（h见图1，为电流滞环宽度，可按参考文献[1]p64式5-2选取）s1、s4导通，uab=＋e，＋1状态；ig－if<－h时s2、s3导通，uab=－e，－1状态；|ig－if|仿真和实验表明，il正半周，逆变器基本上在＋1和0状态间切换，而il负半周，逆变器基本上在－1和0状态间切换，只有u0过零点附近才有少量的＋1和－1之间的状态跳变，从而使输出脉动减小。 2 电流型准pwm控制方式 综合常规pwm单、双极性工作方式的优缺点，并借鉴滞环控制技术，得到改进的电流环控制电路如图2。s3、s4基本上以低频互补，s1、s2以高频互补方式工作。其基本工作原理： (1)ig正半周，即ig>0时 比较器cmp1输出高电平，s3一直关断。 时钟信号clk的上升沿将触发器rs1置1，s1、s4导通，s2关断，uab为＋e，il按式(1)上升 m1=dil/dt=(e－u0)/l (1) 当il升至if>ig时rs1翻转，s1关断、s2导通，uab为0，il按式(2)变化 m2=dil/dt=－u0/l（2) 若u0>0，则il下降，至开关周期结束；而若u0<0，则il继续上升，此时可能出现三种情况： ①if上升率小于ig，则if相对于ig下降至开关周期结束； ②if上升率略大于ig，开关周期结束时if大于ig而小于ig＋h，则下一个开关周期仍保持该状态(uab为0）； ③若if升至ig＋h，则cmp3翻转为1、将rs3清零，s4关断，负载通过d2、d3续流，uab为－e，il按式(3)下降至开关周期结束。if的峰值不大于ig＋h m2=dil/dt=－(e＋u0)/l (3) (2)ig负半周，即ig<0时 比较器cmp1输出低电平，s4一直关断。 时钟信号clk的上升沿将触发器rs2清0，s2、s3导通，s1关断，uab为－e，il按式(3)下降。 当il降至if0，则il继续下降，此时也可能出现三种情况： ①if下降率小于ig，则if相对于ig上升至开关周期结束； ②if下降率略大于ig，开关周期结束时if小于ig而大于ig－h，则下一个开关周期仍保持该状态(uab为0)； ③若if降至ig－h，则cmp4翻转为1，rs3清零，s3关断，负载通过d1、d4续流，uab为＋e，il按式(1)上升至开关周期结束。|if|的峰值不大于|ig－h|，即|ig|＋h。 可见，这也是一种三态工作方式：il与u0同相时，逆变器工作在pwm方式，在1状态和0状态(或－1状态和0状态)间转换；二