功率电感:一种电压电压SPWM控制DC/AC电路的设计
电压- 电压复合控制基本思想
在DC/AC逆变电路中, 输出电压与输入电压存在一定的线性关系。当输入电压变化时,输出电压随之相应改变。为了使输出电压保持稳定,一般要采集电压输出量进行反馈闭环控制。但是由于逆变电源开关频率较高, 且电路存在功率电感、电容等延时元件,使得反馈电压的变化滞后于输入电压的变化, 系统的反应与调节比较迟缓, 容易造成较大的瞬态偏离。如果能在输出电压变化之前,利用输入电压的变化对电路的控制信号进行调节,即在采用电压反馈技术的基础上辅以电压前馈技术则能较好地解决这个问题。这种电压- 电压复合控制,可以实现动态响应快、调节迅速、输出电压波动小的目的。
前馈型DC/ AC控制电路的设计与实现
DC/AC逆变器的控制电路可由分立元件或集成元件构成。
由分立元件构成的控制电路
由分立元件构成的控制电路多采用调制法,即把正弦波信号作为调制波, 用三角波作为载波, 当三角波与正弦波相交时对电路中的开关器件进行控制。采用调制法进行控制时三角载波的频率是远大于正弦调制波的频率的。所以在三角波的一个开关周期中可以近似地认为正弦波Vc 为常量,这样就与DC/ DC 变频器的控制规律是相同的了占空比D =Vc/ Vr(Vc< Vt) ,改变Vc、Vr任意一个的幅值即可改变输出电压的大小。当三角波由Vr 变为Vr′时, 占空比的大小由T1/T变为T2/T。
在SPWM中, 一般将正弦波峰值Vc与三角波峰值Vr的比值称为调制度a , 即a =Vc/Vr。这样DC/AC变换电路输入输出之间有如下的数量关系: 输出电压的基波有效值Uo正比于调制度a及输入电压UI, 即UOl = KaUI = KUIVc/Vr , ( K为常数,与主电路结构有关) 。于是, 当UI变为原来的n倍的时侯, 要保持输出电压稳定, 三角波峰值电压也要相应地变为原来的n 倍。
控制电路由集成元件构成
随着微处理器性价比的不断提高, 逆变电源已进入了智能化阶段, 可用集成元件来方便地组成控制电路。目前由集成元件实现的控制电路主要有专用集成芯片法和微机生成法。专用的生成SPWM的芯片如SA838、SA868、HEF4752、SLE480等。该方法的优点是电路集成度高、可靠性高;微机生成法控制电路由单片机采用软件方式产生,目前市场上有许多性价比高的单片机, 如PIC系列或引脚少的MC51系列单片机, 可用指令产生SPWM, 并可方便地实现对逆变系统的控制、监视、管理和保护。
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