摘要：对比分析了逆变器控制中的电容电流反馈和电感电流反馈两种控制方式。推导了控制器的控制模型，分析了控制器的设计方法，给出了各种突加负载及恒定负载状态下的实验结果，指出了两种控制方法的特点以及优缺点。实验在800va的逆变器中进行,逆变器的开关频率是30khz，输出电压是400hz,115v有效值的正弦波。

关键词：电容电流；电感电流；控制器

引言

逆变器可以采用的控制方法种类繁多，不同的控制方法都有其独特的优点及适用场合。从控制环路的角度看，可以分为开环控制、单环控制、双环控制以及多环控制。

图1

开环控制无论在静态特性或动态特性方面都无法满足ups逆变器的要求。为了获得逆变器输出电压良好的静态和动态特性，可以采用输出电压单环瞬时值反馈控制。这种控制方法能够实时地调节输出电压的波形，比较好地抑制元器件的非线性特性和直流母线电压波动带来的影响，在一定程度上改善了逆变器的静态和动态特性。但是由于这种控制方法只有单电压环控制，当负载发生比较大的动态变化时（如负载的电流突然变大），逆变器的输出电压会有比较大的畸变，而且动态调节比较慢。由于这种系统是二阶振荡环节，负载越轻，动态调整时间越长，且轻载时闭环系统的根轨迹靠近虚轴，系统稳定性差。为了进一步提高逆变器的控制特性，可以采用双环和多环控制，由于多环控制比较复杂，目前实际应用中采用很少。双环控制由于控制性能良好，控制方便而得到了较多的应用。本文针对输出电压和滤波电容电流反馈以及输出电压和滤波电感电流反馈的两种典型双环控制方法进行了对比分析。

图2和图3

1 两种反馈环路的逆变器控制模型

图1是全桥逆变器的主电路图，vd是直流电压源，s1～s4是4个igbt开关管，l和c是滤波电感和滤波电容，用于滤除逆变系统中的高次谐波。rl和rc是滤波电感和滤波电容的等效串联阻抗。zl是负载，负载可以是纯阻性也可以是非线性等。图1所示的逆变器主电路图由于开关器件的存在是个非线性系统。但是，当器件的开关频率远远大于逆变器输出电压的基波频率时，可以用状态空间平均和线性化技术来分析。按照图1所示，可以得到下面的逆变器模型的动态方程：

式中：ic，il，iz分别是电感、电容、负载的电流。

上面的动态方程显示了逆变器中各个量的相互关系。在上面建立方程的过程中，逆变器可以看作一个具有恒定增益的放大器。以前面的动态方程为基础，可以设计一个如图2和图3所示的控制器模型。其中的系数定义如表1所列。

表1 系数定义

系 数	定 义
ki	电流环的比例反馈系数
kv	电压环的比例反馈系数
gpi(s)	pi调节函数
τ1	摘要：对比分析了逆变器控制中的电容电流反馈和电感电流反馈两种控制方式。推导了控制器的控制模型，分析了控制器的设计方法，给出了各种突加负载及恒定负载状态下的实验结果，指出了两种控制方法的特点以及优缺点。实验在800va的逆变器中进行,逆变器的开关频率是30khz，输出电压是400hz,115v有效值的正弦波。 关键词：电容电流；电感电流；控制器 引言 逆变器可以采用的控制方法种类繁多，不同的控制方法都有其独特的优点及适用场合。从控制环路的角度看，可以分为开环控制、单环控制、双环控制以及多环控制。 图1 开环控制无论在静态特性或动态特性方面都无法满足ups逆变器的要求。为了获得逆变器输出电压良好的静态和动态特性，可以采用输出电压单环瞬时值反馈控制。这种控制方法能够实时地调节输出电压的波形，比较好地抑制元器件的非线性特性和直流母线电压波动带来的影响，在一定程度上改善了逆变器的静态和动态特性。但是由于这种控制方法只有单电压环控制，当负载发生比较大的动态变化时（如负载的电流突然变大），逆变器的输出电压会有比较大的畸变，而且动态调节比较慢。由于这种系统是二阶振荡环节，负载越轻，动态调整时间越长，且轻载时闭环系统的根轨迹靠近虚轴，系统稳定性差。为了进一步提高逆变器的控制特性，可以采用双环和多环控制，由于多环控制比较复杂，目前实际应用中采用很少。双环控制由于控制性能良好，控制方便而得到了较多的应用。本文针对输出电压和滤波电容电流反馈以及输出电压和滤波电感电流反馈的两种典型双环控制方法进行了对比分析。 图2和图3 1 两种反馈环路的逆变器控制模型 图1是全桥逆变器的主电路图，vd是直流电压源，s1～s4是4个igbt开关管，l和c是滤波电感和滤波电容，用于滤除逆变系统中的高次谐波。rl和rc是滤波电感和滤波电容的等效串联阻抗。zl是负载，负载可以是纯阻性也可以是非线性等。图1所示的逆变器主电路图由于开关器件的存在是个非线性系统。但是，当器件的开关频率远远大于逆变器输出电压的基波频率时，可以用状态空间平均和线性化技术来分析。按照图1所示，可以得到下面的逆变器模型的动态方程： 式中：ic，il，iz分别是电感、电容、负载的电流。 上面的动态方程显示了逆变器中各个量的相互关系。在上面建立方程的过程中，逆变器可以看作一个具有恒定增益的放大器。以前面的动态方程为基础，可以设计一个如图2和图3所示的控制器模型。其中的系数定义如表1所列。 表1 系数定义 系 数 定 义 ki 电流环的比例反馈系数 kv 电压环的比例反馈系数 gpi(s) pi调节函数 τ1 上一篇：软件实现高分辨率的非易失性数字电位器的方法 上一篇：LLC谐振变换器与不对称半桥变换器的对比 相关技术资料 7-12​PWM输入功率驱动器工作原理 7-12​隔离式 DC/DC 变换器和模块优势特征 7-12​解读集成4 个高效降压 DC/DC 变换器 7-12​数字隔离功能全集成 DC/DC 电源变换器简述 7-12集成低噪声电流输入模数转换器 (ADC)应用详解 7-12128 通道20 位电流数字转换器应用探究 7-11最新12kW量产电源参考设计简述 7-11​第三代快速碳化硅MOSFET技术参数应用 7-11​800 V高压直流 (HVDC)全新架构电源系统 7-11串行千兆位媒体独立接口（SGMII和RGMII） 7-11Analog Devices ADIN3310应用详情 7-11干簧传感器​MK17系列应用详解 相关IC型号 热门点击 TIP32C在稳压电路中的作用 10KV线路单相接地故障处理方法初探 用LM324等设计的低成本高精度温度测量电路 LM2907频率／电压转换器原理及应用 电池低电压指示及控制电路设计 集成电路中的MOS晶体管模型 MOS管的阈值电压探讨 PN结耗尽区研究 MOS晶体管的平方律转移特性 三端稳压集成电路LM317应用   推荐技术资料 Seeed Studio     Seeed Studio绐我们的印象总是和绘画脱离不了... [详细] ​PWM输入功率驱动器工作原理 ​隔离式 DC/DC 变换器和模 ​解读集成4 个高效降压 DC/ ​数字隔离功能全集成 DC/DC 集成低噪声电流输入模数转换器 (ADC)应用 128 通道20 位电流数字转换器应用探究 多媒体协处理器SM501在嵌入式系统中的应用 基于IEEE802.11b的EPA温度变送器 QUICCEngine新引擎推动IP网络革新 SoC面世八年后的产业机遇 MPC8xx系列处理器的嵌入式系统电源设计 dsPIC及其在交流变频调速中的应用研究 版权所有:51dzw.COM 深圳服务热线：13692101218  13751165337 粤ICP备09112631号-6(miitbeian.gov.cn) 公网安备44030402000607 深圳市碧威特网络技术有限公司 付款方式 把51电子网设为首页      把51电子网加入收藏夹      给51电子网投诉建议 关于我们| 会员收费标准| 广告服务| 招贤纳士| 付款方式| 友情链接| 网站地图| 联系我们| 免责声明| 库存上载：service@51dzw.com 　　 版权所有:51dzw.COM 粤ICP备09112631号-6(miitbeian.gov.cn) 服务热线(深圳)：13751165337 13692101218 传真：0755-83035052 投诉电话:0755-83030533  复制成功！