電源：一種改善的UPWM在變頻逆變器中的應用

(4)工作狀態(tài)3

時刻開始輸出電壓

和電感電流

方向變得相同。此時S2、S3導通，由于電感的足夠大此工作狀態(tài)是連續(xù)的，即電流不換相。在這工作狀態(tài)下S3常通，而S2以正弦規(guī)律通斷。從而實現SPWM調制。

在時刻t3，電流方向反相。從而開始另一個周期，其工作情況等同于前面描述的

3、改善的UPWM與其它控制方式的比較

3、1 改善的UPWM與BPWM控制方式比較

BPWM控制時，逆變橋的對角功率管(S1/S4、S2/S3)同時開通或同時關斷，同一橋臂的開關管處于互補導通，所有功率管均為高頻開關。這樣每發(fā)生一次開關，逆變橋的輸出電壓

為正輸入電壓或負輸入電壓，從而輸出電壓的半個周期內，

平之間切換，即+1/-1(或-1/+1)切換方式，整個輸出電壓周期內所得到的是兩態(tài)輸出電壓波形。由此可得在相同濾波器下工作于這種方式的輸出波形的THD更大，而且功率管管耗更大。

3、2改善的UPWM與傳統(tǒng)的UPWM控制方式比較

傳統(tǒng)的UPWM控制時，逆變橋輸出端得到的是三態(tài)輸出電壓波形，但由于其工作時功率管工作在高頻狀態(tài)下，這樣就造成較高的開關損耗。這種控制方式的優(yōu)勢在于電流換相時，橋臂工作于調制狀態(tài)從而使輸出波形得到改善。同時可以通過合理的設置死區(qū)來實現開關管的ZVS。但這樣將影響輸出波形的THD。

4、實驗結果與分析

為了驗證此逆變器的工作原理，在實驗室制作了輸入電壓150-450VDC，輸出電壓150-300VAC，頻率15-1000Hz的逆變器。

圖7(a)是同一橋臂的兩個驅動波形，CH1是調制管的驅動波形，CH2是常通管驅動波形，而圖7(b)是CH1的放大。從波形可以看出解調時加的濾波電容和功率管的輸入電容對波形有一定影響、且米勒效應比較明顯。但實驗證明這并不影響功率管的正常開通與關斷。

5、結論

本文對傳統(tǒng)UPWM加以改善，使得功率管的損耗大大降低。同時，較之于BPWM優(yōu)點也是明顯的,使功率管不完全工作于高頻狀態(tài)，故功率管損耗更小。而且改善后的UPWM仍然工作于三態(tài)，諧波頻譜更好一些。研制的工作頻率為100kHz、輸出頻率15Hz-1000Hz、輸出電壓為150VAC-300VAC、輸出功率為1350VA的逆變器實驗樣機證明了方案的可行性。

6、參考文獻

1. 劉鳳君，“正弦波逆變器”，科學出版社，2002

2.李維琴，1KVA逆變器模塊的研究與開發(fā)，南京航空航天大學碩士學位論文

3.趙小簡，SPWM高頻脈沖直流環(huán)節(jié)逆變器的研究，南京航空航天大學碩士學位論文

4.R.S.Lai and K.D.T.Ngo,A PWM Method for Reduction of Switching Loss in An Full-bridge Inverter,IEEE Trans.on PE Vol.10,No,3,1995