一种多功能逆变电源的设计与实现

3 控制设计

在控制部分采用滞环完全数字化控制。滞环控制响应速度快、准确度较高、跟踪精度高，输出电压不含特定频率的谐波分量等特点，能够使用DSP实现数字化控制。对于主电路的主逆变器和从逆变器采用滞环控制。

图3 滞环控制原理

如图3所示，主开关的滞环宽度为h，从开关管的滞环宽度为hs，且hs＞h。主逆变器一直工作，开关管V1和V4；V2和V3交替导通关断。从逆变器有三种工作状态。在t1~t2时刻，误差电压并没有超过从逆变器的滞环宽度，只需要主逆变器工作，四个开关管都关断；在t3时刻，误差电压△u＞hs,开关管VS2和VS3导通，开关管VS1和VS4关断；t4时刻误差电压－△u＜－hs开关管VS1和VS4导通，开关管VS2和VS3关断。

考虑到跟随突变信号时跟随困难的情况，在滞环控制器前引入了微分环节，如图4所示，以改善跟随效果。

图4 带微分环节的滞环控制

引入微分环节后，根据图1和图2所示，对主逆变器滞环控制策略为：

式中：T为微分时间常数。

上述不等号取等号情况，则实际环宽h′为：

当稳态或者电压变化率不大时微分环节很小，可忽略，h′较大；当电压突变时微分环节将很大，不能忽略，h′较小，u迅速跟踪Uref。加入微分环节实际上就是改变滞环宽度。从逆变器滞环控制也采用相同原理。

4 仿 真

利用Matlab，根据所提出主电路和控制设计建立模型。对图1的二重级联单相全桥逆变器进行仿真，负载为阻感型。

参考信号为正弦波，周期T为0.02s，最大值为50V。输出电压波形如图5所示。

图5 参考信号为正弦波输出电压