基于频率跟踪型PWM控制的臭氧发生器电源的研究

3 控制策略硬件实现

通过上面的分析,可知该控制策略实现的关键是三角波信号的获取,这个三角波信号幅度恒定并与逆变器输出电流同相同频,实际上是完成将一个频率连续变化的正弦波转换为三角波的功能。其硬件结构示意图如图4所示。给定正弦波经频率/电压变换将频率信号转换为电平信号,通过对电容的充放电得到三角波。为了获得双极性三角波,该电路中由双电源工作的555电路完成反馈功能。这种变换电路产生的三角波具有频率跟踪、相位正确、幅度恒定的特点。

图4 正弦波、三角波变换电路结构

4 实验结果

为了验证上述的分析,研制了一台工作频率为20kHz的实验装置。系统主电路的整流部分采用三相不控整流，逆变部分采用IGBT作为开关器件，结构如图2所示。不考虑相位补偿，由图4方法产生的三角波与正弦波有固定的相位差90°。而实际系统要求三角调制波的相位与系统的输出电流同相，解决这一问题有两种方案：一是对检测得到的输出电流进行积分或者微分处理，补偿相位差；另一种更直接的方案是采用负载电路中电容的电压作为图4中的给定信号，该信号与输出电流相差90°，满足系统工作要求。本文的实验采用后一种方案，如图5所示，其中相位补偿时间为3μs。图5，6，7分别是三角波生成，开关管的驱动信号和逆变器输出电压电流波形。

图5 三角波生成

图6 开关管驱动信号

图7 逆变器输出电压电流波形

5 结语

新型PWM控制策略成功地满足了臭氧发生电源频率跟踪的要求。这种控制策略性能优越，逻辑明了，实现简单易行。在控制电路的实现中，三角调制波的产生是一个关键问题，本文给出了一种功能稳定、结构简单、价格便宜的实现方法。所有的分析都通过实验结果加以验证。