高频脉冲交流中移相控制策略详解一

　　图3　单极性移相控制原理

　　以全桥全波式高频脉冲交流环节逆变器为例，其单极性移相控制原理，如图3所示。高频逆变器将输入电压Ui调制成双极性三态电压波uEF，周波变换器将此电压波解调为单极性SPWM波uDC，经输出滤波后得到正弦电压uo，周波变换器功率开关在uEF为零期间进行ZVS换流。逆变器右桥臂相对左桥臂存在移相角θ，而且输出滤波器前端电压uDC为单极性SPWM波，故为单极性移相控制。S1与S4、S2与S3之间在一个开关周期Ts内的共同导通时间为

　　Tcom=Ts(180o-θ)/ (2×180o )　　　　　　　　　　　　　(1)

　　当输入电压Ui降低或负载变大时，导致输出电压uo降低，闭环反馈控制使得移相角θ减小、共同导通时间Tcom增大，从而使得输出电压增大。因此，调节移相角θ可实现输出电压的稳定。

实现单极性移相控制的具体方案为：1、将输出电压反馈信号uof与正弦基准电压uref比较放大后得到电压误差放大信号ue1，ue1与载波uc比较后得到信号k1，k1下降沿二分频、反相互补后分别得到功率开关S1、S3的驱动信号;2、将ue1反极性信号ue2与载波uc比较后得到信号k2，k2下降沿二分频、反相互补后分别得到功率开关S2、S4的驱动信号;3、将载波uc下降沿二分频、反相互补后分别得到功率开关S5(S6)、S7(S8)的驱动信号。

　　在逆变器稳态工作且输出滤波电感电流iLf连续时，一个高频开关周期Ts内可分为六个开关状态(以uDC>0时为例)，如图4(a)～(f)所示。图4(a)、(b) 、(d)、(e)和图4 (c)、(f)可分别用图4(g)、(h)所示等效电路表示，其中r为包括变压器漏阻抗、功率开关通态电阻、滤波电感寄生电阻等在内的等效阻抗。

　　图4 单极性移相控制逆变器开关状态电路及等效电路

　　由于开关频率Fs远大于输出LC滤波器的截止频率和输出电压频率，在一个开关周期内输出电压uo可看成恒定量。图4(g)所示等效电路的状态方程为

　　3 双极性移相控制原理