双Buck半桥逆变器混合PWM控制策略

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双Buck逆变器电容均压控制策略研究

双Ｂｃ逆变器电容均压控制策略研究ｕｋ
吕青１王永攀，
（．１空军雷达学院训练部，武汉４０１；２空军雷达学院研究生管理大队，３０９．武汉４０１）３０９
摘要：Ｂｃ逆变电路效率高、直通、制简单，用于电子镇流器主电路的设计．针对半桥双Ｂｃ逆双ｕｋ无控适ｕｋ变器中直流分压电容存在电压偏差问题，析了直流分压电容中点电位偏移的原因，出采用电容电压偏差前馈分提
控制策略，并通过仿真验证了该控制策略的正确性．运用该控制策略到电子镇流器系统中，可有效地消除直流分
压电容电压偏差。
关键词：ｕｋ变器；：￣Ｂｃ逆电容均压；电流型控制；馈控制前
中图分类号：Ｍ４Ｔ６
文献标志码：Ａ
ＤＩ１．９９ｉｓｎ１７．６１０２０．１Ｏ：０６／．ｓ．６３８９．１．０６３ｉ２２
框图．
４模态４ｔ）［，３
Ｖ。体二极管ＶＤ１通，Ｔ的Ｔ导电
感电流通过Ｖ续流，入反向电流衰减阶段．。进ｔｔ，ｔ＝，过程结束．可得＝４ｉ４ｏ该时ｄ）
Ａ４ｔｔ厶１ｑ）（ｄ—ｕ）ｔ… ４３ｉ３１ｏｏＬＩＵ（）４
按照图１电流参考方向，中点Ｎ按照基尔霍夫对
电流定律得
ｉ＝ｃ＋ＬＡｃｉｉ３ｌ（）７

双 BUCK逆变器中 SPWM控制与滞环控制的比较

双BUCK逆变器中SPWM控制与滞环控制的比较朱琳，赵徐成，孙鹏，郭春龙，高攀徐州空军学院航空四站系，徐州221000摘要本文以研制新型航空地面电源为出发点，以逆变器为研究对象，研究了双降压式半桥逆变电路在正弦脉宽调制控制和滞环控制下的工作特点，详细分析了各自滤波器的设计方法，最后介绍了输出115V/400Hz/30kW的实验样机，讨论了两种控制方法下逆变器的谐波分布。

通过仿真结果和实验数据的验证，证明了在大功率条件下，SPWM控制与电流滞环控制相比具有谐波分布固定，突加突卸负载时的输出电压稳定，滤波器设计简单的优点。

关键词双降压半桥逆变电路，正弦脉宽调制控制，大功率Performance Comparison of the SPWM Control and Hysteresis Control In Dual-Buck InverterZhu Lin Zhao Xucheng Sun Peng Guo Chunlong Gao PanDepartment of Aerial Four Shops Support,Xuzhou Air Force College,Xuzhou221000 Abstract This paper focused on the research of new pattern air ground power supply unit for start,and majored in the design of inverter,researched on the character of dual-buck half bridge inverter circuit which was controlled by Sine Pulse a115V/40Width Modulation（SPWM）and hysteresis,then analysed each filter design,at the last this page had introduced0Hz/30kW inverter prototype,discussed harmonic distribution of the two types of controlling inverter.According to the proof of simulation results and empirical datum,had illustrated that the SPWM control inverter had the advantages of fixed harmonic distribution,output voltage steadily when loading and unloading transient prosess,simple filter design that compared with the hysteresis control.Keywords dual-buck half bridge inverter circuit;SPWM control;high-power1引言本研究是在以双降压半桥逆变器（Dual buck HalfBridge Inverter—DBI）为主电路的基础上，对SPWM控制和滞环控制的方法进行比较分析，从而得出适合于大功率逆变电路的控制方法，使之输出稳定的115V/400HZ三相中频交流电压，供给飞机进行飞行前的供电检查和启发等。

PWM逆变电路及其控制方法

PWM逆变电路及其控制方法PWM（Pulse Width Modulation）逆变电路是一种通过改变电压或电流波形的占空比来实现电能转换的技术。

它广泛应用于各种电源逆变器、交流电机驱动器、太阳能逆变器、UPS（不间断电源系统）等领域。

本文将介绍PWM逆变电路的基本原理、常见的控制方法以及应用实例。

PWM逆变电路的基本原理是通过将直流电压转换为交流电压，使得输出波形的频率和幅值可以根据需求进行调节。

其核心部件是逆变器，通常由开关元件（如功率开关管）和输出变压器组成。

逆变器通过快速开关开关闭合，产生一系列电压脉冲，然后经过输出变压器将直流电压转换为交流电压。

PWM逆变电路的控制方法有多种，常见的包括：固定频率脉宽调制（Fixed Frequency Pulse Width Modulation，FFPWM）、固定频率电压脉宽调制（Constant Frequency Voltage Pulse Width Modulation，CFVPWM）、固定频率电流脉宽调制（Constant Frequency Current Pulse Width Modulation，CFCPWM）以及多重脉冲脉宽调制（Multiple Pulse Width Modulation，MPWM）等。

固定频率脉宽调制是PWM逆变电路中最简单的控制方法之一，其特点是输出频率和开关频率固定，可以通过调节脉宽来实现输出波形的幅值控制。

固定频率电压脉宽调制在固定频率脉宽调制的基础上增加了电压控制环节，通过反馈控制使输出电压达到设定值。

固定频率电流脉宽调制则在固定频率脉宽调制的基础上增加了电流控制环节，通过反馈控制使输出电流达到设定值。

多重脉冲脉宽调制是在固定频率脉宽调制的基础上引入多个脉冲周期，通过交错控制来改善输出波形的谐波含量。

1.电力电子逆变器：将直流电能转换为交流电能。

通过控制PWM逆变电路的开关元件，可以实现交流电压的频率和幅值的调节，广泛应用于电力系统、电动机驱动器及电力调速系统等。

移相+PWM控制双Boost半桥双向DC-DC变换器软开关过程的分析

ｓｏｆｔ．ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｎｏｎ．ｉｄｅａｌｉｍｐａｃｔｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｓｗｉｔｃｈｅｓｔｏａｃｈｉｅｖｅＳＯｆｔ
移＊Ｉ￣＋ＰＷＭ控制双Ｂｏｏｓｔ半桥双向ＤＣＤＣ变换器软开关过程的分析
肖旭张方华郑愫
（南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京２１００１６）摘要移相＋ＰＷＭ控制结合了移相控制和ＰＷＭ控制的优点，可以减小变换器的电流应力和通态损耗，减小环流能量，提高变换器传输功率的能力，扩宽开关管零电压关断（ＺＶＳ）的范围。本文以移相＋ＰＷＭ控制双Ｂｏｏｓｔ半桥双向ＤＣ．ＤＣ变换器为研究对象，给出了变换器在各种工作模式下开关过程的等效电路模型，以及漏电感电流和结电容电压的表达式。分析了各开关管ＺＶＳ开通的条件，以及影响各开关管实现ＺＶＳ的非理想因素最后给出了在特定功率软开关条件下的参数设计方法，通过仿真和实验证明了理论分析与参数设计方法的正确性。
ＸｉｎｏＸｕＺｈａｎｇＦａｎｇｈｕａＺｈｅｎｇＳｕ
（ＪｉａｎｇｓｕＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＮｅｗＥｎｅｒｇｙＧｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄＰｏｗｅｒＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ

PWM逆变电路及其控制方法

PWM逆变电路及其控制方法PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路。

它通过以一定的频率和变化占空比的脉冲宽度调制信号，使得输入的直流电压经过逆变器变换后，输出成为一定频率和幅值可调的交流电压。

PWM逆变电路主要用于交流传动，太阳能发电系统，UPS等领域。

PWM逆变电路的基本结构包括直流输入电源、逆变器和输出滤波电路。

其中，直流输入电源将直流电压提供给逆变器，逆变器利用PWM技术将直流电压转换为交流电压，输出滤波电路对逆变器输出的脉冲波进行滤波，得到平滑的交流电压输出。

脉宽调制控制是最常用的PWM逆变电路控制方法。

它通过改变逆变器输入脉冲信号的占空比，控制逆变器输出交流电压的幅值。

具体实现方法是利用比较器将一个三角波信号与一个参考电压进行比较，产生一个PWM波形信号。

这个PWM波形信号的脉宽由比较器输出的高低电平确定，通过改变三角波信号的频率和参考电压的大小，可以改变脉冲宽度从而控制逆变器输出电压的幅值。

频率调制控制是通过改变逆变器输入脉冲信号的频率，控制逆变器输出交流电压的频率。

与脉宽调制控制不同，频率调制控制中，逆变器输出的脉冲宽度保持不变。

具体实现方法是通过改变比较器的阈值电压，或者改变三角波信号的频率，从而改变逆变器输出信号的频率。

值得注意的是，PWM逆变电路的控制方法还可以根据需要，对脉宽调制控制和频率调制控制进行组合，以实现更复杂的控制策略。

总结起来，PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，其控制方法主要有脉宽调制控制和频率调制控制两种。

通过调整脉宽和频率，可以实现对逆变器输出交流电压幅值和频率的精确控制。

双Buck半桥逆变器混合PWM控制策略

双Buck半桥逆变器混合PWM控制策略念平;林琼斌【摘要】本文研究一种双Buck半桥逆变器的混合PWM控制策略.该PWM控制策略使逆变器工作在半周期调制,通过判断电感的工作状态来确定电路的控制模式.在电感电流连续模式(CCM)时逆变器采用电压电流双环控制.而在电感电流断续模式(DCM)时,通过分析出电感电流断续工作时的占空比和连续工作时占空比的映射关系,使得逆变器在线性连续工作区和强非线性的断续工作区均能良好地跟踪给定值,减小了双Buck半桥逆变器在半周期脉宽调制下的波形畸变问题.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】5页(P54-58)【关键词】双降压半桥逆变器;半周期调制;混合控制;波形畸变【作者】念平;林琼斌【作者单位】福州大学,福州 350116;福州大学,福州 350116【正文语种】中文双Buck半桥逆变器（DBHBI）是一种具有高可靠性的逆变器[1]。

按照开关频率是否固定划分，它的控制方式可以分为PWM控制和滞环控制。

按照电感电流工作时间划分，它的控制方式可以分为全周期调制和半周期调制。

PWM控制在全桥逆变器中广泛的应用，是一种恒频的线性控制，电路参数易于设计。

双Buck半桥逆变器的PWM控制策略有全周期正弦脉宽调制（FC-SPWM）和半周期正弦脉宽调制（HC-SPWM）两种。

FC-SPWM的两个开关管在整个工频周期内均为高频工作，对应的两个电感都有电流且连续[2]。

这种调制方式存在环流问题，并且增加了功率管损耗和滤波电感损耗，降低了系统效率。

与FC-SPWM相比，无偏置电流的半周期调制方式（HCM）是一种高效，高可靠性的调制方式[3]。

在任一个开关周期内只有一个开关管工作，任意时刻只有一个电感有电流，两支电感工频半周独立工作，具有更高的系统效率。

对于双Buck半桥逆变器，采用HC-SPWM时，在电感电流断续情况下输出电压波形存在严重畸变，并且波形畸变因负载大小而变动。

SPWM控制技术在双BUCK逆变器中的应用

CH1：UO/100.0V/格
CH1：UPWM/20.0V/格 CH2：UO/100.0V/格 CH3：UCE/200.0V/格
图 5 空载实验波形
图 4 双 BUCK 逆变器的 Saber 仿真波形
4 实验结果
现已完成逆变器单相实验，并让输出功率达到了10kW。所用主要参数为：输入直流母线电压为360 10%V，电压基准ur为固定的值 5.24V/400HZ，这样逆变器时就会在空载时输出115V的正弦交流电，三角载波频率为17kHZ，输出功率从空载加到10kW。功率管S1和S2选用 BSM300GA120DN2型高电压大电流IGBT，反向二极管D1和D2选用DSEI2*101-12A型的快恢复二极管，主电路滤波器的两个电感L1和L2取值是 180uH，输出滤波电容取值为120uF。下面是单相双 BUCK 逆变器的主要实验波形图：图 5 是空载时的实验波形，其中通道 1 为逆变器下管桥臂 IGBT 的驱动波形 UPWM，通道 2 为逆变器输出波形 UO ，有效值为 114.2V，频率为 400HZ，通道 3 是上管桥臂 IGBT 的 CE 两端电压波形 UCE。从波形图上可以清楚得看到，功率管是半周期工作，这点完全和理论、仿真结果相吻合。图 6 是逆变器所带负载输出电流为 17.6A 实验，输出功率约为 2kW 时的实验波形，通道 1 是电感电流经过霍尔传感器转化为电压信号的波形 Ui，通道 2 为上管桥臂 IGBT 的 CE 两端电压波形 UCE，通道 3 是逆变器输出电压波形 UO，有效值为 112.2V，频率为 400HZ。图 7 是负载输出电流为 102A，功率约 10kW 的实验波形，通道 1、通道 2 和通道 3 都与图 6 相同，输出电压的有效值为 100V，频率为 400HZ。

双Buck型逆变器高阶系统二阶滑模控制

ｓａｅｆｎｌｅｏｆｔｅｓｓｅ；ｔｅｏｔｕｏｔｇｎｕｒｅｔｏｈｙｔｍａｎｕｐｕｖｆｒｓｔｔａｒｒｏｈｙｔｍｉｈｕｐｔｖｌａｅａｄｃｒｎｆｔｅｓｓｅｈｓｆｅｏｔｔｗａｅｏｉｍ，
ＣＮＪａｇｈｉＸＩｎｘａｇＨＥｉｎ — ｕ，ＥＹｕ —ｉｎ，ＸＩａ，ＧＯＥＴｏＮＧｅ—ｏｇＷｉｎｙ
（ｏｌｅｏＥｅｔｃＰｗｒｏｔＣｉｎｖｒｔｏＴｃｎｌｙｕｎｚｏ１６４ｈｎ）Ｃｌｇｆｌｃｉｏｅ，ＳｕｈｎＵｉｅｉｆｅｈｏｇ，Ｇａｇｈｕ５００，Ｃｉａｅｒｈａｓｙｏ
ＡｂｔａｔＡｎｗｄａＢｃｉｉｃｏａＤ — Ｃ）ｉｖｒｒｉｐｅｅｔ，ａｄｉｏｄｒｏｉｐｏｅｔｅｓｒｃ：ｅｕｌｕｋｂｄｒｔｎｌ（ＣＡｅｉｎｅｔｒｓｎｄｎｎｒｅｍｒｖｅｓｅｔｈ
ｓｅｄ —ｔｔｒｃｓｏｎｄｃｒｅｔｔａｉｎｅｆｒｎｅｏｌｄｎｄｃｎｔｏ，ａｎｗｈｏｒｈ—ｒｅｔａｙｓａｅｐｅｉｉｎａｕｒｎｒｎｓｅｔｐｒｏｍａｃｆｓｉｉｇｍｏｅｏｒｌｅｔｅｆｕｔｏｄｒｓｓｅｗｉｈｓｃｎｏｄｄ．Ｔｈｉｃｉｄｎｍｉｄｌｐｒｔｙｔｍｔｅｏｄ・ｒｅｌｎｄｅｃｎｒｌｓｒｔｇｓｐｏｏｅｄｅｃｒｕｔｙａｃｍｏｅ，ｏｅａ— ｉｇｐｉｃｐｅａｄｃｎｒｌｅｅｉｎｏｅｓｒｔｇｒｉｅｎｔｅｐｐｅ．Ｔｅｅｐｅｉｎｅｕｔｈｗｈｔｎ — ｒｎｉｌｎｏｔｏｌｒｄｓｇｆｔｔａｅｙａｅｇｖｎｉｈａｒｈｘｒｍｅｔｒｓｌｓｏｔａｈｓ

全桥逆变器双Buck型调制的研究

ＲｅｅｒｈｏｓａｃｎＤｕａｌＢｕｃＭｏｌｔｏｆＦｕｌｂｒｄｇｎｖｒｅｋｄｕａｉｎｏｌ－ｉｅＩｅｔｒ
ＬｉｇｚｅＩＱｎ — ｎ，ＷＵＷｅ— ｉｈｉｎ，ＬｉｇｊｎｍＵＸｎ－ｕ
ｎｘｅａｄｅｐｒｍｅｔｌｒｓｌ．ｉｎａｅｕｔｓ
Ｋｅｗｏｄｉｖｒｒｙｒｓ：ｎｅｅ；ｄａｃｄｌｔｎ；ｃｒｎｎｔｎａｅｕｅｄａｋｔｕＢｕｋｍｏｕａｉｌｏｕｅｔｉｓａｔｎｏｓｆｅｂｃ
ｗｈｃａｈｈｒｃｅｓｉｆｎｈｏ－ｒｕｈｐｏｌｍｓｒｍａｎｄａｄｏｅｃｍｅｈｄｓｄａｔｇｓｓｃｓｔｅｉｈｈｓｔｅｃａａｔｒｔｏｏｓｏｔｔｏｇｒｂｅａｅｉｅｎｖｒｏｓｔｅｉａｖｎａｅｕｈａｈｉｃｈｄｒｃｕｒｎｏｔｇｔｉａｉｎｒｔｓｌｗ．ｈｕｅｔｉｓａｔｎｏｓｆｅｂｃＰＭｏｔｏｔｔｇｓａｏｔｄＴｅｉｔｃｒｅｔｖｌａｅｕｉｚｔａｅｉｏＴｅｃｒｎｎｔｎａｅｕｅｄａｋＳＷｅｌｏｃｎｒｌｓａｅｙｉｄｐｅ．ｒｈｗｏｋｎｒｃｄｒｓｇｖｎ，ｅｔｅｒｔａｔｏｓａａｙｅｎｅｓｓｍｏｒｃｎｓｓｖｒｅｙｔｅｓｍｕａｉｎｒｉｇｐｏｅｕｅｉｉｅｔｈｏｅｉｌｍｅｄｉｎｚｄａｄｔｙｔｈｃｈｌｈｅｃｒｅｔｅｓｉｅｉｄｂｈｉｌｔｉｆｏ

双Buck逆变器的控制方法研究

采用数字给定双Ｂｕｃｋ逆变器控制系统中的电压基准可以方便地实现宽变频电压输出。若给定基准
定稿日期：２００７－０３－０１作者简介：张喻（１９８２－），女，江苏南通人，硕士研究生。
研究方向为电力电子与电力传动。
２２
频率为４００Ｈｚ，则双Ｂｕｃｋ逆变器可用于１１５Ｖ／４００Ｈｚ
ｓｗｉｔｃｈｅｄＤＣ－ＡＣＣｏｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＩｎｄ．Ａｐｐｌ．１９９８，３４（４）：８４７～８６０．［２］ＮＲＺａｒｇａｒｉ，ＰＤＺａｒｇａｒｉ，ＧＪｏｏｓ．ＴｗｏＳｗｉｔｃｈＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒ－ｍａｎｃｅＣｕｒｒｅｎｔＲｅｇｕｌａｔｅｄＤＣ／ＡＣＣｏｎｖｅｒｔｅｒＭｏｄｕｌｅ［Ａ］．Ｃｏｎｆ．Ｒｅｃ．ＩＥＥＥＩＡＳ［Ｃ］．１９９０，９２９～９３４．［３］刘军．一种新颖的双降压式半桥逆变器研究［Ｄ］．南京航空航天大学［博士论文］．２００３．
图２工作模态图
２．２滞环电流控制系统的实现原理图３示出滞环电流控制的工作原理。当输出采样电流与电流基准（电压误差信号）相比较得到的电流误差信号ｉｅ大于正滞环宽度＋ｈ时，滞环比较器输出低电平，逆变图３滞环电流控制原理图桥输出－１态，电感
电流下降；当ｉｅ低于负滞环宽度－ｈ时，滞环比较器输出高电平，逆变桥输出＋１态，电感电流上升。这样，ｉｅ总保持在正负滞环宽度±ｈ内。
制两种方式的优缺点进行了详细的实验分析，比较了两种控制方式的效率。由实验波形可知，两种控制系统都能保证输出电压有高的正弦度，且具有较好的稳态和动态性能。在分析比较的基础上，应用滞环电流控制方法进行了宽变频实验，扩大了双Ｂｕｃｋ逆变器的应用范围。

双Buck拓扑在三相并网逆变器中的应用研究

双Buck拓扑在三相并网逆变器中的应用研究许峰;陈蕾【摘要】相对于桥式拓扑,双Buck逆变拓扑能够从根本上避免桥臂的直通问题,并能够减小二极管的反向恢复损耗.对比研究了空间矢量脉宽调制控制策略下的三相双Buck逆变器和桥式逆变器,从交流侧谐波和电路损耗2个方面,对2种类型逆变器的性能进行定量分析.仿真和实验结果证明,相对于三相桥式逆变器,三相双Buck 逆变器能够减小交流侧谐波,且具有较高的效率.%Compared to the bridge-type topology,dual-Buck inverter topology can avoid the shoot-through problem of the bridge legs fundamentally.And the reverse recovery losses of the diodes can be reduced.The working principles of the three-phase dual-Buck and bridge-type inverter with space vector pulse width modulation control were discussed contrastively.Quantitative analysis on the performance of two types of inverters was given about the AC side current harmonics and circuit losses.The simulation and experimental results prove that compared to the three-phase bridge-type inverter,the dual-Buck inverter can reduce the AC current harmonics and has a higher efficiency.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2018(048)002【总页数】5页(P34-38)【关键词】三相并网逆变器;双Buck拓扑;桥式拓扑;空间矢量脉宽调制;谐波分析【作者】许峰;陈蕾【作者单位】江苏省电力公司新沂市供电公司,江苏徐州221400;江苏省电力公司新沂市供电公司,江苏徐州221400【正文语种】中文【中图分类】TM615三相并网逆变器能够实现功率变换和功率因数控制［1］，在风力发电、电动汽车等领域得到了广泛的应用［2］，随着电力电子技术的发展，对其输出谐波、效率等性能的要求越来越高［3］。

双Buck逆变器的SPWM控制

Ｋｅｗｒ：Ｐｏｔｌｕｉｒｑｅｃ；ｕｌＢｃｖｒｒｓｏｔｔｒｕｙｏ￣ＳＷＭｃｎｏ；ｎｆｆｕｎｙｄａ－ｕｋｉｅｅ；ｈｏｈ￣ｒｏｒｍｅｎｔ — ｏ
中图分类号：Ｍ４Ｔ６
文献标识码：Ａ
文章编号：２９２１（０７０ — ０５００１ — ７３２０）６０５ — ４
维普资讯
第１Ｏ卷第６期
２００７年６月
电涤敷左罔
ＰＯＷＥＳＰＬＥＣＲＵＰＹＴＨＮＯＧＩＳＡＮＤＡＰＬＣＩＳＯＬＥＰＩＡＴＯＮ
Ｖｏ＿ＯＮｏ６ｌ．１
Ｊｎ０７ｕｅ２０
０引言
随着电力电子技术的飞速发展，逆变电源在
ＷＭ调制是一种发展完善、线性简单的控制方法，其开关频率取决于三角载波的频率，开关频率恒定可使电路参数设计简单方便，特别是电感、电容等与频率有关的参数设计，而且ＳＷＭ控制的谐Ｐ
波频谱固定，以有效地消除低次谐波。可
收稿日期：０７Ｏ — ６２０一１１
输入输出电压的关系。当逆变器的输出电流与图
中电感己中的电流ｉ同向时，。。Ｄ。。ｓ、和￡所构成的类似Ｂｃｕｋ电路工作，而５ｎ工作，的２Ｄ不￡中
换器的效率等优点ｌ１】，１受到了广泛的关注。目前逆２变器的控制方法有很多种，主要包括空问矢量控
１ＳＷＭ控制的理论依据Ｐ

半周控制双Buck-Boost单级逆变器

半周控制双Buck-Boost单级逆变器嵇保健;洪峰【摘要】本文提出了一种新颖的双Buck-Boost单级逆变器。

单级式逆变器相比传统的两级式逆变器,拓扑结构大大简化,减小了体积重量,降低了损耗,在中小功率场合中的应用具有明显的优势。

同时传统单级逆变器不能直接实现升压逆变,在输入母线电压较低时必须增加前级升压电路。

针对以上情况,本文通过将两个Buck-Boost电路采用输入串联、输出并联的方式组合,得到一种新型的双Buck-Boost 逆变器,并采用半周工作方式使其正常可靠工作,可实现单级直接升压逆变。

文中对该电路的工作原理和控制策略进行了详细的分析。

仿真和实验验证了新型电路的可行性。

该电路在输入母线电压低于输出电压的宽电压范围内均能正常逆变,并取得了较好的波形质量和较高的变换效率。

%A novel half load-cycle worked dual Buck-Boost single-stage inverter is presented in this pared with the traditional two-stage inverter,the single-stage inverter is smaller and lighter due to the structure is greatly simplified as well as the circuit components are reduced a lot.Direct boost DC-AC converter can not be realized by most traditional inverter,so one DC-DC converter has to be added in the front of traditional inverter when input bus voltage is low.In order to obtain one single-stage inverter which can make direct boost inverter come true,two Buck-Boost topologies are combined which are series-wound in input side and parallel connected in output side.Special half load-cycle control mode is used in this new inverter.No matter the input bus voltage is higher or lower than the output voltage,the new inverter works normally and reliably and the output waveform is good,theconverter efficiency is high at the same time.Simulation and Experiment verifies those analysis.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2011(026)011【总页数】8页(P53-60)【关键词】逆变器;单级;升降压;控制【作者】嵇保健;洪峰【作者单位】南京工业大学自动化与电气工程学院,南京210009;南京航空航天大学信息科学与技术学院,南京210016【正文语种】中文【中图分类】TM4641 引言对于交流输出的太阳能和风力发电装置而言，逆变器是必需的组成部分。

双Buck逆变器模型预测电流控制的研究

近年来，模型预测控制被［６－８］广泛应用于电力电子设备控制，该控制方法利用系统离散模型，通过设置评价函数和滚动优化确定开关状态，实现参考变量的直接跟踪，具有动态响应迅速，易于数字化实现等优点，但模型预测电流控制存在开关频率不固定和电流脉动较大的问题［９］。本文基于双Ｂｕｃｋ全桥逆变器，对模型预测电流控制引起的电感电流脉动较大的问题进行了分析，并提出了一种改进方法。该方法在单位采样周期内，根据最小电感电流跟踪误差分配不同开关状态的作用时间，仿真和试验验证
本文对双Ｂｕｃｋ全桥逆变器采用半周期控制，逆变器在工频
正、负半周各有２个开关状态，如表１所示，其中Ｓ１～Ｓ４为开关管的状态，０表示开关管关断，１表示开通。ｓ（ｘ，ｊ）（ｘ＝＋，－；
ｊ＝０，１）为开关状态函数，下文以ｓ表示，其满足如下关系：
{ ｓ（＋，ｊ）＝ｊｓ（－，ｊ）＝－ｊ
定稿日期：２０１８－０６－２８
了本文提出的控制方法能有效减小电感电流脉动。
１原理与设计
１．１双Ｂｕｃｋ逆变器模型预测电流控制
双Ｂｕｃｋ全桥
逆变器由［１０］２个
反并联的Ｂｕｃｋ电
路组成，如图１所
示。双Ｂｕｃｋ逆变
器存在全周期和半
周期控制方式，使图１双Ｂｕｃｋ全桥逆变器电路拓扑用半周期控制方式时能够减少系统损耗提高输出波形质量［１１］，电感Ｌ１和Ｌ２分别在输出电压的正、负半周工作，且Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｈａｓｓｏｍｅｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｕｎｆｉｘｅｄｓｗｉｔｃｈｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｓｅｒｉｏｕｓｃｕｒｒｅｎｔｐｕｌｓａｔｉｏｎ，ｔｈｕｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｕｔｐｕｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｉｎｓｕｃｈａｃｏｎｔｅｘｔ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｄｕａｌ－ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｕｔｅｒｒｉｎｇＰＩｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｉｎｎｅｒｒｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｄｕａｌ－Ｂｕｃｋｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅｉｎｖｅｒｔｅｒ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｎｖｉｅｗｏｆｓｅｒｉｏｕｓｉｎｄｕｃｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｐｕｌｓａｔｉｏｎ，ｉｔｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅ，ｎａｍｅｌｙ，ｉｎｔｈｅｓｉｎｇｌｅｓａｍｐｌｉｎｇｐｅｒｉｏｄ，ａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇｓｔａｔｕｓｗａｓａｓｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｍｉｎｉｍｕｍｃｕｒｒｅｎｔｅｒｒｏｒ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｃｏｕｌｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｐｕｌｓａｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｏｕｔｐｕｔｗａｖｅｆｏｒｍｑｕａｌｉｔｙ．

逆变器的PWM控制

ωs
i i
F

图5-2b 两相交流绕组
图5-2b中绘出了两相静止绕组和，它们在空间互差90°，通以时间上互差 90°的两相平衡交流电流，也产生旋转磁动势 F 。当图a和b的两个旋转磁动势大小和转速都相等时，即认为图5-2b的两相绕组与图 5-2a的三相绕组等效。
（3）旋转的直流绕组与等效直流电机模型
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实验一
第十周为实验课使用工具matlab/simulink/simPowerSystems 仿真一个三相电压源型逆变器，控制方式采用SPWM，负载可选三相对称负载或异步电机。实验报告上请说明电路参数选择、控制实现方式，仿真结果分析过程等。

第四节基于动态模型按转子磁链定向的矢量控制系统本节提要
SPWM原理

SPWM的原理为在控制电路中调制，在主电路中输出。在控制电路中，一个频率为fr幅值为Ur的参考正弦波Wsin（调制信号）加载于频率为fc幅值为Uc的三角波WΔ（载波）后，得到一个脉冲宽度变化的SPWM波Wspwm（已调制波），用已调制波的高低逻辑电平经分配与放大后去驱动逆变器的主开关元件，即可使逆变器输出与已调制波Wspwm相似的SPWM电压波形，SPWM 输入输出原理框图如下页所示：
正弦脉宽调制（ SPWM）输入、输出原理图
在控制电路中，一个频率为fr幅值为Ur的参考正弦波Wsin （调制信号）加载于频率为ft幅值为Ut的三角波WΔ（载波）后，得到一个脉冲宽度变化的SPWM波Wspwm（已调制波），用已调制波的高低逻辑电平经分配与放大后去驱动逆变器的主开关元件，即可使逆变器输出与已调制波Wspwm相似的 SPWM电压波形；
4. 可获得比常规六拍阶梯波更好的输出电压波形，能抑制或消除低次谐波，使负载电机可在近似正弦波的交变电压下运行，转矩脉动小，提高了系统的性能。

控制与缓冲型半桥DC-DC变换器的PWM控制

控制与缓冲型半桥DC-DC变换器的PWM控制半桥电路由两个功率开关器件总成，并向外提供方波信号。

而基于半桥而来的DC-DC转换器由于结构简单，并且易于操作，经常被用于中小功率电路的设计当中。

大家都知道，常见的半桥控制器通常有两种控制方法，一种是对称控制，而另一种则是不对称互补控制，本文主要分析实现半桥DC/DC 变换器软开关的PWM控制策略。

控制型软开关PWM控制策略控制型软开关半桥DC/DC变换器不增加主电路元器件（可增加电感电容元件以实现软开关条件），通过合理设计控制电路来实现软开关。

不对称互补脉冲PWM控制开关管的控制脉冲不对称互补，采用此控制策略的传统不对称半桥变换器已广泛应用于中小功率场合。

其原边开关管实现ZVS的方式有2种：负载电流ZVS方式和励磁电流ZVS方式。

其优点是：两个开关管都可实现ZVS;一些可改善移相全桥变换器滞后臂软开关条件的措施也可用于不对称半桥变换器;不存在硬开关中的震荡问题;与移相全桥变换器相比，无循环能量。

其缺点是：开关管电压应力和开关管软开关条件不一致，上管较难实现软开关;整流管电压应力不一致，且随占空比变化，一些应用场合一个整流管电压很高，器件较难选择;轻载时会失去软开关条件;变压器直流偏磁，负载越重占空比越小，偏磁越严重;非常不适用于宽输入或宽输出电压的应用场合。

移相脉冲PWM控制采用此控制策略的半桥也称为双有源半桥。

此控制策略与传统的移相全桥拓扑类似，区别在于移相的两个桥臂分布在变压器的原副边。

此拓扑中，变压器的漏感是中间储能元件。

原副边半桥各产生一个占空比为50%的方波，通过调节输出两个桥之间的移相来控制变压器漏感的能量从而调节输出电压。

此拓扑可实现全负载范围的软开关，同时输出又能获得同步整流。

其缺点是：循环能量非常大，输出电流纹波大。

为了改善输出电流纹波大的缺点，移相ZVS 半桥电路被提出。

脉冲移位PWM 控制脉冲移位PWM 控制策略。

上管下降沿与下管前沿互补，脉宽相同。

移相+PWM控制双Boost半桥双向DC-DC变换器软开关过程的分析

移相+PWM控制双Boost半桥双向DC-DC变换器软开关过程的分析肖旭;张方华;郑愫【摘要】移相+PWM控制结合了移相控制和PWM控制的优点,可以减小变换器的电流应力和通态损耗,减小环流能量,提高变换器传输功率的能力,扩宽开关管零电压关断(ZVS)的范围.本文以移相+PWM控制双Boost半桥双向DC-DC变换器为研究对象,给出了变换器在各种工作模式下开关过程的等效电路模型,以及漏电感电流和结电容电压的表达式.分析了各开关管ZVS开通的条件,以及影响各开关管实现ZVS的非理想因素.最后给出了在特定功率软开关条件下的参数设计方法,通过仿真和实验证明了理论分析与参数设计方法的正确性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)016【总页数】10页(P17-25,55)【关键词】相移+PWM;双向DC-DC;双Boost半桥;ZVS【作者】肖旭;张方华;郑愫【作者单位】南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016;南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TM4610 引言双向DC-DC变换器具有可以实现能量的双向传输、功率密度高等优点，在UPS、航空航天电源系统和电动汽车等场合具有很大的应用潜力[1-11]。

移相控制双向 DC-DC变换器具有易于实现软开关、变换效率高、功率密度高和动态响应快等优点，得到了广泛关注[1,6]。

由于移相控制主要是利用变压器的漏感传递能量，当输入、输出电压不匹配时变换器的电流应力和通态损耗会大大增加，同时增大了环流能量，还会影响软开关的实现，不利于变换器效率的提升[1,6-11]。

因此文献[7]提出一种移相+PWM控制方式的双向DC-DC变换器，引入PWM控制，相当于在电路中加入一个电子变压器，使得变压器一次、二次电压匹配，从而减小了变换器的电流应力，减小了通态损耗和环流能量，提高了变换器传输能量的能力，拓宽了零电压开关的范围。