解决方案
由上面的分析可知,对于单极性SPWM全桥逆变器,由于它的电流环和电压环都存在积分环节,因此,误差信号相对于给定信号不可避免存在一个延迟,这个延迟在非零点附近不会对系统的输出造成影响。但是,在过零点附近,由于单极性SPWM需要换向,积分环节的延迟就会造成一个振荡。这是由控制系统本身缺陷所致,若要消除该振荡,就需要改进控制系统,以消除积分环节延迟的影响。 图7所示为电流环积分电容上的电压,在低频臂切换后出现了一个过冲。这是因为在切换点电流环的快速切换,需要运放在大约100"200μs里传递一个较大的能量,而积分电容吸收了这部分能量,造成运放的输出端不能快速地跟踪这个转换。因此,如果在切换点使电流环在约1001μs的时段内由积分环节变为比例环节,将会有效地避免这个充放电过程,从而避免丁运放输出点的过冲,也避免了逆变器过零点的振荡。
图8提出了一种解决过零点振荡的调整电路方案。在该过零点调整电路中引入了G1、G2信号(低频臂的上下桥臂的驱动信号),它们在低频臂上下桥臂切换时发出一个约100μs的脉冲,这个脉冲开通光耦,将电流环上的积分电容短路,实现了切换阶段的比例环节。
实验结果 如图9所示,在加入过零点调整电路后,电流环的输出中消除了过零点的过冲。如图10所示,逆变器的输出在过零点消除了振荡现象,相对于未加过零点凋整电路,逆变器过零点非常平滑。
结语
单极性双边SPWM控制方式的全桥逆变器,因为控制环路的积分延时效应造成过零点的明显振荡,可以通过修改过零点阶段的电流控制环特性来消除积分效应,使得逆变器输出过零点波形平滑,提高了逆变器的输出质量。实验结果表明该方案切实可行。
|