基于极点配置的400 Hz 逆变电源系统设计

基于极点配置的400 Hz 逆变电源系统设计
0 引言
当前400 Hz 电源广泛应用于要求电源体积小、重量轻的场合，例如飞机、船舶、通信等领域。

较之工频逆变电源系统，400 Hz 电源系统的控制难度更大、可靠性要求更高。

传统的逆变电源，由于系统阻尼太弱，导致系统的动态特性和稳态特性不是很理想，大量文献对这个问题做了深入研究，多种控制方法也不断被提出来。

极点配置方法以其算法简单、设计系统性能优良的特
点较好地解决了这个问题，并得到广泛应用。

文献[ 2] 提出了一种基于重复控制和带积分状态反馈控制的逆变电源控制策略，并以极点配置方法进行系统设计; 文献[ 4] 针对已有逆变式切割电源的缺点，利用基于极点配置的双闭环控制，分析设计了移相全桥零电压开关变换器; 文献[ 5]、[ 6] 关于400 Hz 逆变电源的控制特点进行了系统的说明。

本文采用极点配置与PI 控制相结合的方法，设计了一款10 kVA ，200V/ 400 Hz 的逆变电源系统。

1 系统建模
由于功率开关管的存在，显然逆变电源系统不是线性系统，但针对一般的逆变电源，开关频率要远大于基波频率，而且在进行系统分析时假设功率开关器件的开关过程是理想的，因此可将逆变电源以线性系统的形式来分析。

该部分将以状态空间理论为基础对400 Hz 逆变电源系统进行建模分析。

图1 所示为电压型单相全桥逆变电源主电路图。

图中VT1 ~ VT 4 是4 个IGBT ( 反并联二极管) ， C 为滤波电容，L 为滤波电感，r 为综合串联电阻、死区效应、开关导通压降等因素的综合等效电阻，u1 为逆变桥输出电压，uo 为逆变电源输出电压( 电容电压) ，io 是。