标准正弦波变频电源调制方式的实现

目前变频电源正不断向规模化、专业化、智能化、精细化方向发展。变频电源的技术随着工业电器电子制造的兴起而不断得到重视和发展。其中,中港扬以正弦脉SPWM为核心变频电源系统电路便是一个很好的代表。纯硬件电路在焊接电路上比较复杂，但是调节出来的SPWM波形比较完美，波形失真很小，且容易调节。SPWM系统摒弃了过去依赖逻辑电路。具有独立的PWM通道，实现起来更为容易。无论是调试方式还是工作速度以及实现难易度方面都有一定的优势。它的内部资源非常丰富，毫无疑问，这给硬件设计带来了极大的方便。
中港扬盛SPWM调制技术
SPWM的输出波形：正半周输出正极性的方波，负半周输出负极性的方波，与开关对应起来是：一个高频臂和一个低频臂是一对，高频臂之间互补开关，低频臂之间也互补开关，仅用一对高频开关。双极性调制技术的输出波形驱动对角的高频率。
SPWM调制的实现
1.主电路拓扑结构
变频电源拓扑结构有一个特点,即电路的每个基本单元都需要用一个独立的直流电源来实现钳位功能,虽然使用单独的直流电源可以使电路的各个单元彼此隔离,从而解决单元级联时的动态均压和电压钳位问题,但是随着输出波形电平数的增加,所需要的直流电源数也将增加,因此这既是级联型拓扑结构的一个优点。
2.控制方式
在正弦波逆变电源数字化控制方法中，目前国内外研究得比较多的主要有数字PID控制、无差拍控制、双环反馈控制、重复控制、滑模变结构控制、模糊控制以及神经网络控制等。我们所采用的是外环为电压环、内环为电流环的双环控制，该双闭环调节系统虽类似直流电动机的双闭环结构，但因无换向器电动机内部电磁参量变化较直流电动机复杂，故电流环设计成三阶系统的二级型结构形式，这样电流环在较好的跟随特性下具有较好的抗干扰能力。
3.调制方式
PWM调制方式的实现有两种方式，一种是三角波与参考正弦波同频换相，二是利用正弦波与载波一、三角波进行比较得到一组双极性PWM波，同样此正弦波反相后与载波——三角波进行比较得到另一组双极PWM波，这两个波经过一定的逻辑运算使可以得到单极性单边的SPWM波，SPWM波的频率为三角波的频率的两倍。得到的制环的延迟作用。控制方式容易在输出正弦波的过零点处产生振荡，因此我们采用第二种逻辑运算方式实现SPWM的驱动信号。给定标准正弦波与电压反馈比较后通过PI调节作为电流环的输入，再与电流反馈比较后通过PI调节得到一正弦波。该正弦波及其反相波分别同时与三角波进行比较得到的两个波形A、B，那么正半周SPWM=/A-/B，负半周SPWM=/(A-B)。这样通过逻辑运算得到所需的SPWM波。
结论
采用PWM调制的控制方式，不仅得到较小的失真度，而且通过瞬时值反馈控制，可以获得快速的动态性能，保证电源输出电压畸变庇较低。

转载于:https://blog.51cto.com/14037414/2353814

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