一款多功能逆變電源的設計與實現
跟著現代科技的開展，逆變電源廣泛應用到各行各業，進而對其功能提出了更高的要求。傳統的逆變電源多為模仿操控或數字相結合的操控系統。好的逆變電源電壓輸出波形主要包括穩態精度高，動態功能好等方面。目前逆變器布局和操控，能得到杰出的正弦輸出電壓波形，但對驟變較快的波形，作用不是很理想。
函數信號發生器，是實驗教學中常用的設備。能發生不一樣頻率和電壓等級的波形：方波信號，三角波，正弦信號波形。近年興起的一種新的DDS技能，即直接數字頻率構成技能。可是他們都為小信號波，沒有功率輸出，不能帶必定的負載。
這篇文章提出的多功能逆變電源，主電路選用二重單相全橋逆變器布局，輸出的電壓波形對給出的參閱波形盯梢，有功率輸出，能帶必定的負載。操控選用參加微分環節的滯環操控，徹底完成數字化操控。
主電路規劃
多功能逆變電源原理如圖1，有兩有些構成：主電路和操控有些。其間主電路的參閱信號，可以與計算機通訊或許其他電路得到。
圖1 多功能逆變電源原理
在主電路的規劃上借鑒了多重逆變器布局，選用了二重單相全橋逆變器銜接。原理圖如圖2。兩個逆變器直流側電壓不一樣，主逆變器的直流側電壓為Udc，從逆變器的直流側電壓為3Udc。輸電電壓波形共有9個電平構成：±4Udc，±3Udc，±2Udc，±Udc，0。因為輸出電平的數量多于單個逆變器，輸出波形較好。主逆變器作業為較高頻率，從逆變器作業頻率較低，極大的下降開關損耗。在參閱波形改動緩慢期間，只需要主逆變橋作業，就能極好的盯梢參閱信號；當參閱信號改動適當疾速的時間，需要輔佐逆變橋和主逆變橋同時作業，疾速精確盯梢參閱信號。
圖2 二重級聯單相全橋逆變器拓撲
在操控有些選用滯環徹底數字化操控。滯環操控呼應速度快、準確度較高、盯梢精度高，輸出電壓不含特定頻率的諧波重量等特色，可以運用DSP完成數字化操控。關于主電路的主逆變器和從逆變器選用滯環操控。
圖3 滯環操控原理
如圖3所示，主開關的滯環寬度為h，從開關管的滯環寬度為hs，且hs>h。主逆變器一向作業，開關管V1和V4；V2和V3替換導通關斷。從逆變器有三種作業狀況。在t1~t2時間，差錯電壓并沒有超過從逆變器的滯環寬度，只需要主逆變器作業，四個開關管都關斷；在t3時間，差錯電壓△u>hs，開關管 VS2和VS3導通，開關管VS1和VS4關斷；t4時間差錯電壓-△u<-hs開關管VS1和VS4導通，開關管VS2和VS3關斷。
考慮到跟從驟變信號時跟從艱難的狀況，在滯環操控器前引入了微分環節，如圖4所示，以改善跟從作用。
圖4 帶微分環節的滯環操控
引入微分環節后，依據圖1和圖2所示，對主逆變器滯環操控策略為：
式中：T為微分時間常數。
上述不等號取等號狀況，則實際環寬h′為：
當穩態或許電壓改動率不大時微分環節很小，可疏忽，h′較大；當電壓驟變時微分環節將很大，不能疏忽，h′較小，u敏捷盯梢Uref。參加微分環節實際上即是改動滯環寬度。從逆變器滯環操控也選用一樣原理。
仿真
運用Matlab，依據所提出主電路和操控規劃樹立模型。對圖1的二重級聯單相全橋逆變器進行仿真，負載為阻感型。
參閱信號為正弦波，周期T為0.02s，最大值為50V。輸出電壓波形如圖5所示。
圖5 參閱信號為正弦波輸出電壓
參閱信號為三角波，電壓最大值為70V，輸出電壓如圖6所示。
圖6 參閱信號為三角波輸出電壓
從圖5和圖6看出，當參閱信號為改動不是很快的正弦波和三角波信號時，逆變電源的輸出電壓能精確盯梢。
參閱信號為階梯波，輸出電壓波形如圖7所示。
圖7 參閱信號為方波輸出電壓
參閱電壓信號為方波時，電壓值為70V。輸出電壓波形如圖8所示。
圖8 參閱信號為方波輸出電壓
當參閱信號為階梯波或方波，方波和階梯波有驟變時間，逆變電源的輸出電壓也能極好盯梢參閱信號。從圖7和圖8看出，輸出電壓是質量極好的階梯波和方波，可作為電壓源運用。
定論
多功能逆變電源，主電路選用二重級聯單相全橋逆變器布局，輸出的電壓波形對給出參閱波形盯梢，有功率輸出，能帶必定的負載，可直接作為電壓源運用。操控選用參加微分環節的滯環操控，徹底完成數字化操控。最后經過Matlab仿真，證明規劃的多功能逆變電源是可行的。
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