全桥逆变器双Buck型调制的研究

摘要：提出了对全桥逆变器进行双Buck型调制的方法。该调制模式不增加拓扑结构复杂程度，保留了双降压半桥逆变器(DBHBI)无桥臂直通的优点，克服了直流电压利用率低等缺点。采用电流瞬时值反馈SPWM控制策略，给出了该双Buck型调制工作的原理，分析了其实现方法，通过仿真和实验验证了系统的正确性。
关键词：逆变器；双Buck型调制；电流瞬时值反馈

1 引言
随着可再生能源在世界范围内的发展，逆变器系统作为新能源与电网的接口设备越来越受到关注，提高开关频率和实现高效率是目前研究的主要方向。全桥双Buck型控制模式在不增加拓扑结构复杂程度基础上，克服了传统桥式逆变器存在的桥臂直通问题，避免了加入死区造成输出波形的畸变现象，具有高可靠性。工作在单极性调制方式下，输出波形的谐波含量较小。

2 并网逆变器的系统原理
2．1 系统结构
并网逆变器系统结构如图1所示。直流侧输入电压为350 V，由太阳能光伏阵列经DC／DC升压电路获得。逆变桥输出经滤波器和并网开关S连接到电网上。当S闭合时，逆变器输出与电网连接，负载上的电压由电网维持，并网功率的大小由并网电流决定。系统的控制算法由TMS3 20LF2808型DSP实现，当捕捉引脚检测到电网电压正向过零点时，启动内部并网控制算法程序，实现对电网频率的锁相跟踪，并经过运算，产生逆变器并网运行所需要的驱动信号，控制逆变器的开关动作，使逆变器实现单位功率因数并网运行。

2．2 双Buck型调制模式的工作原理
双Buck型调制模式不仅具有半桥型逆变器无需设置死区时间的优点，而且解决了传统半桥逆变器(CHBI)因加入死区而引起的输出波形畸
变问题，上述内容中提到的双极性的缺点在该方案中也不存在，而且每半个周期内只有一个开关管在高频斩波，在一定程度上减小了开关损耗，提高了逆变器效率。
双Buck型调制模式即每半个周期的工作情况都类似于一个Buck电路，工作原理简单描述为：
(1)电感电流为正方向时，VS1开通，VS2，VS3关断，VS4斩波。当VS4开通时，VS1，L1，L2，RL，VS4构成闭合回路；当VS4关断时，VS1，L1，L2，RL，VD3构成闭合回路，电路通过VD3续流。
(2)电感电流为负方向时，VS3开通，VS1，VS4关断，VS2斩波。当VS2开通时，VS3，RL，L1，L2，VS2构成闭合回路。当VS2关断时，VS1，L1，L2，RL，VD1构成闭合回路，电路通过VD，续流。