全橋逆變器雙Buck型調(diào)制的研究

摘要：提出了對(duì)全橋逆變器進(jìn)行雙Buck型調(diào)制的方法。該調(diào)制模式不增加拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，保留了雙降壓半橋逆變器(DBHBI)無(wú)橋臂直通的優(yōu)點(diǎn)，克服了直流電壓利用率低等缺點(diǎn)。采用電流瞬時(shí)值反饋SPWM控制策略，給出了該雙Buck型調(diào)制工作的原理，分析了其實(shí)現(xiàn)方法，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的正確性。
關(guān)鍵詞：逆變器；雙Buck型調(diào)制；電流瞬時(shí)值反饋

1 引言
隨著可再生能源在世界范圍內(nèi)的發(fā)展，逆變器系統(tǒng)作為新能源與電網(wǎng)的接口設(shè)備越來(lái)越受到關(guān)注，提高開(kāi)關(guān)頻率和實(shí)現(xiàn)高效率是目前研究的主要方向。全橋雙Buck型控制模式在不增加拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜程度基礎(chǔ)上，克服了傳統(tǒng)橋式逆變器存在的橋臂直通問(wèn)題，避免了加入死區(qū)造成輸出波形的畸變現(xiàn)象，具有高可靠性。工作在單極性調(diào)制方式下，輸出波形的諧波含量較小。

2 并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)原理
2．1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。直流側(cè)輸入電壓為350 V，由太陽(yáng)能光伏陣列經(jīng)DC／DC升壓電路獲得。逆變橋輸出經(jīng)濾波器和并網(wǎng)開(kāi)關(guān)S連接到電網(wǎng)上。當(dāng)S閉合時(shí)，逆變器輸出與電網(wǎng)連接，負(fù)載上的電壓由電網(wǎng)維持，并網(wǎng)功率的大小由并網(wǎng)電流決定。系統(tǒng)的控制算法由TMS3 20LF2808型DSP實(shí)現(xiàn)，當(dāng)捕捉引腳檢測(cè)到電網(wǎng)電壓正向過(guò)零點(diǎn)時(shí)，啟動(dòng)內(nèi)部并網(wǎng)控制算法程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)頻率的鎖相跟蹤，并經(jīng)過(guò)運(yùn)算，產(chǎn)生逆變器并網(wǎng)運(yùn)行所需要的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制逆變器的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使逆變器實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)并網(wǎng)運(yùn)行。

2．2 雙Buck型調(diào)制模式的工作原理
雙Buck型調(diào)制模式不僅具有半橋型逆變器無(wú)需設(shè)置死區(qū)時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，而且解決了傳統(tǒng)半橋逆變器(CHBI)因加入死區(qū)而引起的輸出波形畸
變問(wèn)題，上述內(nèi)容中提到的雙極性的缺點(diǎn)在該方案中也不存在，而且每半個(gè)周期內(nèi)只有一個(gè)開(kāi)關(guān)管在高頻斬波，在一定程度上減小了開(kāi)關(guān)損耗，提高了逆變器效率。
雙Buck型調(diào)制模式即每半個(gè)周期的工作情況都類似于一個(gè)Buck電路，工作原理簡(jiǎn)單描述為：
(1)電感電流為正方向時(shí)，VS1開(kāi)通，VS2，VS3關(guān)斷，VS4斬波。當(dāng)VS4開(kāi)通時(shí)，VS1，L1，L2，RL，VS4構(gòu)成閉合回路；當(dāng)VS4關(guān)斷時(shí)，VS1，L1，L2，RL，VD3構(gòu)成閉合回路，電路通過(guò)VD3續(xù)流。
(2)電感電流為負(fù)方向時(shí)，VS3開(kāi)通，VS1，VS4關(guān)斷，VS2斬波。當(dāng)VS2開(kāi)通時(shí)，VS3，RL，L1，L2，VS2構(gòu)成閉合回路。當(dāng)VS2關(guān)斷時(shí)，VS1，L1，L2，RL，VD1構(gòu)成閉合回路，電路通過(guò)VD，續(xù)流。