高频脉冲交流中移相控制策略详解

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

高频脉冲交流环节逆变器双极性移相控制原理(以全桥全波式为例),如图5所示。输出电压反馈信号uof与正弦基准电压uref比较，经PI调节器得到误差放大信号ue，ue分别与极性相反的两个载波信号uc1、uc2比较后，经上升沿二分频，再按输出滤波电流极性选择导通，得到开关S5、S6的驱动信号。开关S7、S8的驱动信号分别与S5、S6的信号反相互补，并且有换流重叠时间(图中未画出)。将载波信号uc1二分频后得到开关S1和S4的驱动信号，反相后得到开关S2和S3的驱动信号。

　　让周波变换器的功率开关S5与S7(S6与S8)之间存在换流重叠导通时间、S5与S6(S7与S8)按滤波电感电流iLf极性选择导通，从而使得该控制方案具有如下优点：1、周波变换器换流重叠期间实现了变压器漏感能量的自然换流，实现了功率器件的零电流开关;2、实现了滤波电感电流的自然续流;3、iLf极性选择信号的引入避免了换流重叠期间周波变换器中的环流现象;4、每个开关周期内两次交流侧的能量回馈实现了逆变桥所有功率器件的零电压开通[5]。

　　图5 双极性移相控制原理