基于PWM技术蓄电池充放电与检测系统设计

充电时，S1闭合，逻辑控制电路输出的UL1为高电平，UL2为低电平，与门D1输出驱动脉冲，D2无驱动脉冲。由图5可知，改变PWM整流器载波信号uc的大小，PWM电路的占空比将会随之变化，从而达到改变功率的目的。当uc增加，占空比a1增加，Uo增加，由式(1)可知，充电电流Io增加，充电功率增加。
放电时，S2闭合，逻辑控制电路输出UL1为低电平，UL2为高电平，与门D2输出驱动脉冲，当uc增加，占空比a2增加，Uo增加，由式(4)可知，放电电流Io增加，放电功率增大，从而实现由占空比控制放电功率的目的。
在充电切换到放电过程中，当S1断开，S2闭合时，为防止T1，T4均导通，使电源E经T2，T4而直通短路，在D1与D2的输出脉冲之间必须设置一定的死区时间，封锁D1且延时一定时间后，再开放D2的输出脉冲。

3 PWM整流器的设计与分析
3．1 PWM整流与逆变的数学模型
蓄电池充放电装置DC／AC部分采用三相PWM整流器，如图2所示。三相PWM整流器的作用是将DC／DC变换器输出的稳定直流电压逆变为三相交流电压，通过调节PWM整流器三相输出电压的大小以及控制与电网电压之间的相位差，PWM整流器不但可以将DC／DC变换器送过来的能量馈入三相交流电网，而且还可以有效调控蓄电池充放电装置交流侧的功率因数。
本文采用SPWM调制方式。图2中，三相调制信号uru、urv和urw为相位依次相差120°的正弦波。a，b，c相自关断开关器件的控制方法相同，现以a相为例：在uru>uc的各区间，给上桥臂电力晶体管V1以导通驱动信号，而给下桥臂V4以关断信号。在uruuc的各区间，给V1以关断信号，V4以导通信号。图5是三相桥式PWM逆变电路输出三相对于负载中性点N的相电压波形。

设开关器件为理想开关，没有过渡过程，其通断状态由开关函数描述。开关函数表达式定义为：

电路的本质在于优化开关函数Sa，Sb，Sc，使三相桥交流输入端的交流输入端电压ua，ub，uc等效为三相交流电压源，实现整流与逆变的运行。