一种独立或并网双模逆变器的控制电路及切换方法

摘要

本发明公开了一种独立/并网双模逆变器的控制电路及切换技术，并网运行时采用加电网电压前馈的电流环PI控制方式，使并网电流与电网电压同幅、同频、同相；独立运行时采用带前馈的电压环PI控制方式，控制目标为逆变器输出电压的幅值和频率满足负载需求。双模式控制策略的实现使用软硬件结合方法，微控制器提供载波时钟信号、基准正弦波数据表、软件锁相控制和模式选择信号，控制电路包括三角载波生成、参考正弦波生成、电流电压反馈环节、死区设置和单倍频SPWM调制电路。本发明提出的方法降低逆变器的设计难度，且微处理器软件编程简单，控制环节延迟小，并能够实现独立/并网双模式的无缝平滑切换，工作稳定可靠。

主权项

一种独立或并网双模逆变器的控制电路，包括H桥逆变器，H桥逆变器输出的交变电压经LC滤波器后得到用于独立或并网发电的正弦波电流，其特征在于，还包括：信号采集调理单元，由信号采集调理单元采用得到逆变器输出电压u_o、逆变器输出电流i_o及电网电压u_g；微控制器单元，根据外部命令、或逆变器输出电压u_o的频率和相位、或逆变器输出电流i_o的频率和相位控制模式选择单元在并网模式与独立模式之间切换，并在并网模式下根据电网电压u_g的幅值、频率及相位控制正弦波发生单元产生基准正弦波，或在独立模式下控制正弦波发生单元产生幅值满足负载要求的基准正弦波，同时，由微控制器单元控制三角波产生电路产生一组设定频率的三角载波及另一组与其反相的三角载波；电压环PI控制单元及电流环PI控制单元，在独立模式下，电压环PI控制单元经由模式选择单元分别与正弦波发生单元及死区设置单元导通，电流环PI控制单元经由模式选择单元分别与正弦波发生单元及死区设置单元截止，由电压环PI控制单元根据逆变器输出电压u_o对正弦波发生单元产生的基准正弦波进行调整后送入死区设置单元；在并网模式下，电流环PI控制单元经由模式选择单元分别与正弦波发生单元及死区设置单元导通，电压环PI控制单元经由模式选择单元分别与正弦波发生单元及死区设置单元截止，由电流环PI控制单元根据逆变器输出电流i_o及电网电压u_g对正弦波发生单元产生的基准正弦波进行调整后送入死区设置单元；所述电流环PI控制单元包括第一比较器、第一PI控制器、第二比较器及P控制器，第一比较器的输入端分别连接所述信号采集调理单元的逆变器输出电流i_o输出端及所述模式选择单元，第一比较器的输出端连接第一PI控制器的输入端，第二比较器的输入端分别连接第一PI控制器的输出端及P控制器的输出端，在并网模式下由第二比较器的输出端输出调整后的正弦波输入所述模式选择单元，P控制器的输入端连接所述信号采集调理单元的电网电压u_g的输出端；单极性倍频式SPWM调制控制单元，根据死区设置单元得到的正弦波及三角波产生电路得到两组三角载波产生4路单极性倍频式SPWM波的驱动信号控制H桥逆变器。