一种单相逆变器及其波形控制方法

摘要

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种单相逆变器及其波形控制方法。一种单相逆变器，包括输入直流电源Vdc，由4个功率开关管和与其反并联的4个续流二极管组成单相全桥逆变电路、滤波电感L、滤波电容C、负载Z、电压传感器VSEN、电流传感器ISEN、A/D转换电路、数字控制器和驱动电路。本发明当谐波含量大时，调整可调系统的参数K，使重复控制器起主要作用，使系统具有更好的稳定性；当谐波含量小时，调整可调系统的参数K，使PI控制器起主要作用，使系统具有较快的响应速度。该控制方案融合重复控制和PI控制各自的特点，充分发挥复合控制的优势，使系统具有输出波形好,动态响应快,适应负载的能力强等优点。

主权项

一种单相逆变器，包括输入直流电源Vdc，由4个功率开关管和与其反并联的4个续流二极管组成单相全桥逆变电路、滤波电感L、滤波电容C、负载Z、电压传感器VSEN、电流传感器ISEN、A/D转换电路、数字控制器和驱动电路，其特征是：第一功率开关管VT1的发射极E端接至第二功率开关管VT2的集电极C端构成一个桥臂1，第三功率开关管VT3的发射极E端接至第四功率开关管VT4的集电极C端构成桥臂2，桥臂1的第一功率开关管VT1的集电极C端与桥臂2的第三功率开关管VT3的集电极C端连接，桥臂1的第二功率开关管VT2的发射极E端与桥臂2的第四功率开关管VT4的集电极E端连接；直流电源Vdc的正极接至第一功率开关管VT1和第三功率开关管VT3的集电极C端，Vdc的负极接至第二功率开关管VT2和第四功率开关管VT4的发射极E端；滤波电感L一端与桥臂1的中点A连接，滤波电感L另一端与滤波电容C连接，滤波电容C的另一端接至桥臂2的中点B上；负载Z并联在电容C的两端；电压传感器VSEN的两端并联接到电容C的两端，电流传感器ISEN串联到电感L与电容C连接的线路上；将电压传感器VSEN检测到的输出电压信号uc和电流传感器ISEN检测到的电流信号iL馈入A/D转换电路，A/D转换电路将uc和iL转换成数字信号送给数字控制器；在数字控制器中对输出正弦电压uc进行谐波频谱计算，实时地提取uc特定频率的谐波的频谱，在自适应机构中根据这些谐波频谱计算得到功率谱实时地调节可调系统的参数K，与此同时将输出电压uc和参考电压uref送入减法器A1得到的误差e送入谐波提取环节，提取误差e谐波成分送给重复控制Grp补偿得到调节值u2，将u2与可调系统K作乘积得到补偿信号u3=Ku2，与此同时将误差e送给Gv调节得到ir，然后将iL和ir送入减法器A2，将得到的信号送入Gc调节得到调节值u1，最后将信号u2和u3送给加法器A3得到补偿信号um=u1+u3，将um送给SPWM调制器生成PWM信号，再将PWM信号送给驱动电路形成驱动脉冲信号，最后将驱动脉冲信号送给4个功率开关管VT1～VT4的门极G端。