全桥高频链逆变电源的混合控制策略

图1 全桥式高频链逆变器主电路

在能量正向传递阶段，S1、S2和S3、S4分别进行高频斩波，而S5、S6的开关频率跟随负载为低频，且当输出电压U0为正时，使S5常通，当输出电压U0为负时，使S6常通，这样分别使Uin、S1、S3、L1、L2、S5、Vd6、C0和ZL组成一组Flyback变换器，实现直流电源向负载传递能量，使负载得到交流正半周波形；使Uin、S2、S4、L1、L2、S6、Vd5、C0和ZL组成另一组Flyback变换器，实现直流电源向负载传递能量，使负载得到交流负半周波形。当能量回馈时，Uin、L1、L2、S5、S6、Vd1、Vd2、Vd3、Vd4、C0和ZL分别组成两组Flyback变换器。无论负载为感性还是容性，S5仍然在输出电压C0为正时保持常通，此时当输出电流I0与输出电压U0反相时，S6高频斩波，实现能量回馈；而S6仍然在输出电压U0为负时保持常通，此时当输出电流I0与输出电压U0反相时，S5高频斩波，实现能量回馈。

可以看出全桥高频链逆变器在接感性与容性负载实现能量回馈的时候，周波变换器才和一次侧的高频逆变桥的驱动脉冲同步，为高频工作。因此周波变换器的驱动逻辑与输出电压与电流的极性有关[6]。具体的控制波形如图2所示。

图2 主电路控制波形

3 控制回路设计

全桥电流源高频链逆变电路采用电压瞬时反馈的SPWM控制方案，控制方案如图3所示。其中电压给定为Uref，电压调节器的输出为Ur，电压调节器的反向值为Um，它们分别与同一个载波Ut进行比较，产生UGS1、UGS3和UGS2、UGS4来分别驱动高频逆变桥的开关管S1、S3、和S2、S4[7]。而UGS5与UGS6为产生的高频同步信号，SP为输出电压 经过过零比较后得到的逻辑信号，SF为能量回馈逻辑信号。根据对输出电压与电流进行过零比较来判断得到的逻辑信号SP与SF，与高频同步信号UGS5、UGS6进行逻辑组合后，就可以得到周波变换器的具有双向能量流动特性的驱动信号。其逻辑组合式如1式所示。

（1）

其中

图3 高频链逆变器控制框图