双Buck半桥逆变器混合PWM控制策略

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双Buck逆变器电容均压控制策略研究

双Ｂｃ逆变器电容均压控制策略研究ｕｋ
吕青１王永攀，
（．１空军雷达学院训练部，武汉４０１；２空军雷达学院研究生管理大队，３０９．武汉４０１）３０９
摘要：Ｂｃ逆变电路效率高、直通、制简单，用于电子镇流器主电路的设计．针对半桥双Ｂｃ逆双ｕｋ无控适ｕｋ变器中直流分压电容存在电压偏差问题，析了直流分压电容中点电位偏移的原因，出采用电容电压偏差前馈分提
控制策略，并通过仿真验证了该控制策略的正确性．运用该控制策略到电子镇流器系统中，可有效地消除直流分
压电容电压偏差。
关键词：ｕｋ变器；：￣Ｂｃ逆电容均压；电流型控制；馈控制前
中图分类号：Ｍ４Ｔ６
文献标志码：Ａ
ＤＩ１．９９ｉｓｎ１７．６１０２０．１Ｏ：０６／．ｓ．６３８９．１．０６３ｉ２２
框图．
４模态４ｔ）［，３
Ｖ。体二极管ＶＤ１通，Ｔ的Ｔ导电
感电流通过Ｖ续流，入反向电流衰减阶段．。进ｔｔ，ｔ＝，过程结束．可得＝４ｉ４ｏ该时ｄ）
Ａ４ｔｔ厶１ｑ）（ｄ—ｕ）ｔ… ４３ｉ３１ｏｏＬＩＵ（）４
按照图１电流参考方向，中点Ｎ按照基尔霍夫对
电流定律得
ｉ＝ｃ＋ＬＡｃｉｉ３ｌ（）７

双 BUCK逆变器中 SPWM控制与滞环控制的比较

双BUCK逆变器中SPWM控制与滞环控制的比较朱琳，赵徐成，孙鹏，郭春龙，高攀徐州空军学院航空四站系，徐州221000摘要本文以研制新型航空地面电源为出发点，以逆变器为研究对象，研究了双降压式半桥逆变电路在正弦脉宽调制控制和滞环控制下的工作特点，详细分析了各自滤波器的设计方法，最后介绍了输出115V/400Hz/30kW的实验样机，讨论了两种控制方法下逆变器的谐波分布。

通过仿真结果和实验数据的验证，证明了在大功率条件下，SPWM控制与电流滞环控制相比具有谐波分布固定，突加突卸负载时的输出电压稳定，滤波器设计简单的优点。

关键词双降压半桥逆变电路，正弦脉宽调制控制，大功率Performance Comparison of the SPWM Control and Hysteresis Control In Dual-Buck InverterZhu Lin Zhao Xucheng Sun Peng Guo Chunlong Gao PanDepartment of Aerial Four Shops Support,Xuzhou Air Force College,Xuzhou221000 Abstract This paper focused on the research of new pattern air ground power supply unit for start,and majored in the design of inverter,researched on the character of dual-buck half bridge inverter circuit which was controlled by Sine Pulse a115V/40Width Modulation（SPWM）and hysteresis,then analysed each filter design,at the last this page had introduced0Hz/30kW inverter prototype,discussed harmonic distribution of the two types of controlling inverter.According to the proof of simulation results and empirical datum,had illustrated that the SPWM control inverter had the advantages of fixed harmonic distribution,output voltage steadily when loading and unloading transient prosess,simple filter design that compared with the hysteresis control.Keywords dual-buck half bridge inverter circuit;SPWM control;high-power1引言本研究是在以双降压半桥逆变器（Dual buck HalfBridge Inverter—DBI）为主电路的基础上，对SPWM控制和滞环控制的方法进行比较分析，从而得出适合于大功率逆变电路的控制方法，使之输出稳定的115V/400HZ三相中频交流电压，供给飞机进行飞行前的供电检查和启发等。

PWM逆变电路及其控制方法

PWM逆变电路及其控制方法PWM（Pulse Width Modulation）逆变电路是一种通过改变电压或电流波形的占空比来实现电能转换的技术。

它广泛应用于各种电源逆变器、交流电机驱动器、太阳能逆变器、UPS（不间断电源系统）等领域。

本文将介绍PWM逆变电路的基本原理、常见的控制方法以及应用实例。

PWM逆变电路的基本原理是通过将直流电压转换为交流电压，使得输出波形的频率和幅值可以根据需求进行调节。

其核心部件是逆变器，通常由开关元件（如功率开关管）和输出变压器组成。

逆变器通过快速开关开关闭合，产生一系列电压脉冲，然后经过输出变压器将直流电压转换为交流电压。

PWM逆变电路的控制方法有多种，常见的包括：固定频率脉宽调制（Fixed Frequency Pulse Width Modulation，FFPWM）、固定频率电压脉宽调制（Constant Frequency Voltage Pulse Width Modulation，CFVPWM）、固定频率电流脉宽调制（Constant Frequency Current Pulse Width Modulation，CFCPWM）以及多重脉冲脉宽调制（Multiple Pulse Width Modulation，MPWM）等。

固定频率脉宽调制是PWM逆变电路中最简单的控制方法之一，其特点是输出频率和开关频率固定，可以通过调节脉宽来实现输出波形的幅值控制。

固定频率电压脉宽调制在固定频率脉宽调制的基础上增加了电压控制环节，通过反馈控制使输出电压达到设定值。

固定频率电流脉宽调制则在固定频率脉宽调制的基础上增加了电流控制环节，通过反馈控制使输出电流达到设定值。

多重脉冲脉宽调制是在固定频率脉宽调制的基础上引入多个脉冲周期，通过交错控制来改善输出波形的谐波含量。

1.电力电子逆变器：将直流电能转换为交流电能。

通过控制PWM逆变电路的开关元件，可以实现交流电压的频率和幅值的调节，广泛应用于电力系统、电动机驱动器及电力调速系统等。

移相+PWM控制双Boost半桥双向DC-DC变换器软开关过程的分析

ｓｏｆｔ．ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｎｏｎ．ｉｄｅａｌｉｍｐａｃｔｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｓｗｉｔｃｈｅｓｔｏａｃｈｉｅｖｅＳＯｆｔ
移＊Ｉ￣＋ＰＷＭ控制双Ｂｏｏｓｔ半桥双向ＤＣＤＣ变换器软开关过程的分析
肖旭张方华郑愫
（南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京２１００１６）摘要移相＋ＰＷＭ控制结合了移相控制和ＰＷＭ控制的优点，可以减小变换器的电流应力和通态损耗，减小环流能量，提高变换器传输功率的能力，扩宽开关管零电压关断（ＺＶＳ）的范围。本文以移相＋ＰＷＭ控制双Ｂｏｏｓｔ半桥双向ＤＣ．ＤＣ变换器为研究对象，给出了变换器在各种工作模式下开关过程的等效电路模型，以及漏电感电流和结电容电压的表达式。分析了各开关管ＺＶＳ开通的条件，以及影响各开关管实现ＺＶＳ的非理想因素最后给出了在特定功率软开关条件下的参数设计方法，通过仿真和实验证明了理论分析与参数设计方法的正确性。
ＸｉｎｏＸｕＺｈａｎｇＦａｎｇｈｕａＺｈｅｎｇＳｕ
（ＪｉａｎｇｓｕＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＮｅｗＥｎｅｒｇｙＧｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄＰｏｗｅｒＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ

PWM逆变电路及其控制方法

PWM逆变电路及其控制方法PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路。

它通过以一定的频率和变化占空比的脉冲宽度调制信号，使得输入的直流电压经过逆变器变换后，输出成为一定频率和幅值可调的交流电压。

PWM逆变电路主要用于交流传动，太阳能发电系统，UPS等领域。

PWM逆变电路的基本结构包括直流输入电源、逆变器和输出滤波电路。

其中，直流输入电源将直流电压提供给逆变器，逆变器利用PWM技术将直流电压转换为交流电压，输出滤波电路对逆变器输出的脉冲波进行滤波，得到平滑的交流电压输出。

脉宽调制控制是最常用的PWM逆变电路控制方法。

它通过改变逆变器输入脉冲信号的占空比，控制逆变器输出交流电压的幅值。

具体实现方法是利用比较器将一个三角波信号与一个参考电压进行比较，产生一个PWM波形信号。

这个PWM波形信号的脉宽由比较器输出的高低电平确定，通过改变三角波信号的频率和参考电压的大小，可以改变脉冲宽度从而控制逆变器输出电压的幅值。

频率调制控制是通过改变逆变器输入脉冲信号的频率，控制逆变器输出交流电压的频率。

与脉宽调制控制不同，频率调制控制中，逆变器输出的脉冲宽度保持不变。

具体实现方法是通过改变比较器的阈值电压，或者改变三角波信号的频率，从而改变逆变器输出信号的频率。

值得注意的是，PWM逆变电路的控制方法还可以根据需要，对脉宽调制控制和频率调制控制进行组合，以实现更复杂的控制策略。

总结起来，PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，其控制方法主要有脉宽调制控制和频率调制控制两种。

通过调整脉宽和频率，可以实现对逆变器输出交流电压幅值和频率的精确控制。

双Buck半桥逆变器混合PWM控制策略

双Buck半桥逆变器混合PWM控制策略念平;林琼斌【摘要】本文研究一种双Buck半桥逆变器的混合PWM控制策略.该PWM控制策略使逆变器工作在半周期调制,通过判断电感的工作状态来确定电路的控制模式.在电感电流连续模式(CCM)时逆变器采用电压电流双环控制.而在电感电流断续模式(DCM)时,通过分析出电感电流断续工作时的占空比和连续工作时占空比的映射关系,使得逆变器在线性连续工作区和强非线性的断续工作区均能良好地跟踪给定值,减小了双Buck半桥逆变器在半周期脉宽调制下的波形畸变问题.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】5页(P54-58)【关键词】双降压半桥逆变器;半周期调制;混合控制;波形畸变【作者】念平;林琼斌【作者单位】福州大学,福州 350116;福州大学,福州 350116【正文语种】中文双Buck半桥逆变器（DBHBI）是一种具有高可靠性的逆变器[1]。

按照开关频率是否固定划分，它的控制方式可以分为PWM控制和滞环控制。

按照电感电流工作时间划分，它的控制方式可以分为全周期调制和半周期调制。

PWM控制在全桥逆变器中广泛的应用，是一种恒频的线性控制，电路参数易于设计。

双Buck半桥逆变器的PWM控制策略有全周期正弦脉宽调制（FC-SPWM）和半周期正弦脉宽调制（HC-SPWM）两种。

FC-SPWM的两个开关管在整个工频周期内均为高频工作，对应的两个电感都有电流且连续[2]。

这种调制方式存在环流问题，并且增加了功率管损耗和滤波电感损耗，降低了系统效率。

与FC-SPWM相比，无偏置电流的半周期调制方式（HCM）是一种高效，高可靠性的调制方式[3]。

在任一个开关周期内只有一个开关管工作，任意时刻只有一个电感有电流，两支电感工频半周独立工作，具有更高的系统效率。

对于双Buck半桥逆变器，采用HC-SPWM时，在电感电流断续情况下输出电压波形存在严重畸变，并且波形畸变因负载大小而变动。

SPWM控制技术在双BUCK逆变器中的应用

CH1：UO/100.0V/格
CH1：UPWM/20.0V/格 CH2：UO/100.0V/格 CH3：UCE/200.0V/格
图 5 空载实验波形
图 4 双 BUCK 逆变器的 Saber 仿真波形
4 实验结果
现已完成逆变器单相实验，并让输出功率达到了10kW。所用主要参数为：输入直流母线电压为360 10%V，电压基准ur为固定的值 5.24V/400HZ，这样逆变器时就会在空载时输出115V的正弦交流电，三角载波频率为17kHZ，输出功率从空载加到10kW。功率管S1和S2选用 BSM300GA120DN2型高电压大电流IGBT，反向二极管D1和D2选用DSEI2*101-12A型的快恢复二极管，主电路滤波器的两个电感L1和L2取值是 180uH，输出滤波电容取值为120uF。下面是单相双 BUCK 逆变器的主要实验波形图：图 5 是空载时的实验波形，其中通道 1 为逆变器下管桥臂 IGBT 的驱动波形 UPWM，通道 2 为逆变器输出波形 UO ，有效值为 114.2V，频率为 400HZ，通道 3 是上管桥臂 IGBT 的 CE 两端电压波形 UCE。从波形图上可以清楚得看到，功率管是半周期工作，这点完全和理论、仿真结果相吻合。图 6 是逆变器所带负载输出电流为 17.6A 实验，输出功率约为 2kW 时的实验波形，通道 1 是电感电流经过霍尔传感器转化为电压信号的波形 Ui，通道 2 为上管桥臂 IGBT 的 CE 两端电压波形 UCE，通道 3 是逆变器输出电压波形 UO，有效值为 112.2V，频率为 400HZ。图 7 是负载输出电流为 102A，功率约 10kW 的实验波形，通道 1、通道 2 和通道 3 都与图 6 相同，输出电压的有效值为 100V，频率为 400HZ。

双Buck型逆变器高阶系统二阶滑模控制

ｓａｅｆｎｌｅｏｆｔｅｓｓｅ；ｔｅｏｔｕｏｔｇｎｕｒｅｔｏｈｙｔｍａｎｕｐｕｖｆｒｓｔｔａｒｒｏｈｙｔｍｉｈｕｐｔｖｌａｅａｄｃｒｎｆｔｅｓｓｅｈｓｆｅｏｔｔｗａｅｏｉｍ，
ＣＮＪａｇｈｉＸＩｎｘａｇＨＥｉｎ — ｕ，ＥＹｕ —ｉｎ，ＸＩａ，ＧＯＥＴｏＮＧｅ—ｏｇＷｉｎｙ
（ｏｌｅｏＥｅｔｃＰｗｒｏｔＣｉｎｖｒｔｏＴｃｎｌｙｕｎｚｏ１６４ｈｎ）Ｃｌｇｆｌｃｉｏｅ，ＳｕｈｎＵｉｅｉｆｅｈｏｇ，Ｇａｇｈｕ５００，Ｃｉａｅｒｈａｓｙｏ
ＡｂｔａｔＡｎｗｄａＢｃｉｉｃｏａＤ — Ｃ）ｉｖｒｒｉｐｅｅｔ，ａｄｉｏｄｒｏｉｐｏｅｔｅｓｒｃ：ｅｕｌｕｋｂｄｒｔｎｌ（ＣＡｅｉｎｅｔｒｓｎｄｎｎｒｅｍｒｖｅｓｅｔｈ
ｓｅｄ —ｔｔｒｃｓｏｎｄｃｒｅｔｔａｉｎｅｆｒｎｅｏｌｄｎｄｃｎｔｏ，ａｎｗｈｏｒｈ—ｒｅｔａｙｓａｅｐｅｉｉｎａｕｒｎｒｎｓｅｔｐｒｏｍａｃｆｓｉｉｇｍｏｅｏｒｌｅｔｅｆｕｔｏｄｒｓｓｅｗｉｈｓｃｎｏｄｄ．Ｔｈｉｃｉｄｎｍｉｄｌｐｒｔｙｔｍｔｅｏｄ・ｒｅｌｎｄｅｃｎｒｌｓｒｔｇｓｐｏｏｅｄｅｃｒｕｔｙａｃｍｏｅ，ｏｅａ— ｉｇｐｉｃｐｅａｄｃｎｒｌｅｅｉｎｏｅｓｒｔｇｒｉｅｎｔｅｐｐｅ．Ｔｅｅｐｅｉｎｅｕｔｈｗｈｔｎ — ｒｎｉｌｎｏｔｏｌｒｄｓｇｆｔｔａｅｙａｅｇｖｎｉｈａｒｈｘｒｍｅｔｒｓｌｓｏｔａｈｓ

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ｏｆｍａｐｐｉｎｇｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｕｒｒｅｎｔｄｕｔｙｒａｔｉｏａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｏｎｅ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｍａｋｅｓｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒｃａｎｂｅａｇｏｏｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｔｒａｃｋｉｎｇａｇｉｖｅｎｖａｌｕｅｉｎｌｉｎｅａｒｏｒｓｔｒｏｎｇｎｏｎｌｉｎｅａｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｕｎｄｅｒｄｕａｌｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｗａｖｅｆｏｒｍｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｏｆｄｕａｌｂｕｃｋｉｎｖｅｒｔｅｒｕｎｄｅｒｈａｌｆｃｙｃｌｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｉｓｇｒｅａｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｕａｌｂｕｃｋｈａｌｆｂｒｉｄｇｅｉｎｖｅｒｔｅｒ；ｈａｌｆｃｙｃｌｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ｈｙｂｒｉｄｃｏｎｔｒｏｌ；ｗａｖｅｆｏｒｍｄｊｓｔｏｒｔｉｏｎ
时逆变器采用电压电流双环控制。而在电感电流断续模式（ＤＣＭ）时，通过分析出电感电流断续工作时的占空比和连续工作时占空比的映射关系，使得逆变器在线性连续工作区和强非线性的断
续工作区均能良好地跟踪给定值，减小了双Ｂｕｃｋ半桥逆变器在半周期脉宽调制下的波形畸变问
ＮｉａｎＰｉｎｇＬｉｎＱｉｏｎｇｂｉｎ（ＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１１６）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｐａｐｅｒｓｔｕｄｙａｎｏｖｅｌＰＷＭｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｎｄｕａｌｂｕｃｋｈａｌｆｂｒｉｄｇｅｉｎｖｅｒｔｅｒ
题。
关键词：双降压半桥逆变器；半周期调制；混合控制；波形畸变
ＨｙｂｒｉｄＰＷＭＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｙＲｅｓｅａｒｃｈｆｏｒＤｕａｌ — ＢｕｃｋＨａｌｆ－ＢｒｉｄｇｅＩｎｖｅｒｔｅｒ
研究与开发
双Ｂｕｃｋ半桥逆变器混合ＰＷＭ控制策略
念平林琼斌
（福州大学，福州３５０１１６）
摘要
本文研究一种双Ｂｕｃｋ半桥逆变器的混合ＰＷＭ控制策略。该ＰＷＭ控制策略使逆变器
工作在半周期调制，通过判断电感的工作状态来确定电路的控制模式。在电感电流连续模式（ＣＣＭ）
ｔｏｐｏｌｏｇｙ．ＴｈｅｃｉｒｃｕｉｔｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｏｆｔｈｉｓＰＷＭｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｊｕｄｇｉｎｇｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇ
双Ｂｕｃｋ半桥逆变器（ＤＢＨＢＩ）是一种具有高可靠性的逆变器ｆ１］。按照开关频率是否固定划分，它的控制方式可以分为ＰＷＭ控制和滞环控制。按照电感电流工作时间划分，它的控制方式可以分为全周期调制和半周期调制。ＰＷＭ控制在全桥逆变器中广泛的应用，是一种
ｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ．Ｉｎｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｕｒｒｅｎｔｍｏｄｅ（ＣＣＭ），ｔｈｅｉｎｖｅｇｅｒａｄｏｐｔｖｏｌｔａｇｅｏｕｔｅｒｌｏｏｐａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｉｎｎｅｒｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏ１ｍｏｔｈｏｄ．Ａｎｄｉｎｔｈｅｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｕｒｒｅｎｔｍｏｄｅ（ＤＣＭ），ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ
相比，无偏置电流的半周期调制方式（ＨＣＭ）是一