基于dsp的高频链并联逆变器设计

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1、基于DSP的高频链并联逆变器设计:介绍一种基于DSP的高频链软开关逆变器并联控制系统?该控制系统主电路采用高频链软开关拓扑结构,控制部分采用改进的PQ控制和基于电流分解的无连线并联控制相结合，从而有效的解决在非线性负载时均流效果差的缺陷?仿真波形表明该并联逆变器具有良好的性能？版权和著作权归原作者所右，如存不愿意被转载的情况，己关键词:高频链;无连线;并联;非线性负载:TM464:A1引言当今电源变换技术发展的核心技术是各电源模块的并联?与集中式的供电系统相比，基于分布式的供电系统是多个电源模块并联工作，每一模块平均负担负载功率,热应力和电应力大大降低,

2、开关频率可以提高，可从根本上提高可靠性和功率密度，降低成本？同时也便于构成N+1冗余并联系统？高频化是开关变换技术重要的发展方向？应用高频链技术可以使得开关变换器（特别是变压器？电磁等磁元件和电容）的体积?重量大为减小，并且可以消除变压器和电感的音频噪声?采用软开关技术大大减小了开关器件在开关过程中的损耗，使缓冲电路成为多余，从而使得逆变器的变换效率更高？本文结合高频链逆变技术?软幵关技术?恒频移相控制技术?SPWM控制技术，提出了一种基于DSP的恒频移相高频链逆变电路?该电路最大限度的实现软开关特性的同时，也解决了周波变换器开关换流时的电压尖峰问题〔1

3、〕?同时采用改进的PQ法和基于电流分解的无连线并联技术〔6〕可以实现并联逆变器模块间无信号线的连接,因此使得并联系统模块间相对完全独立，更易实现冗余系统?并且系统对线性和非线性负载都有很好的适应性？2系统结构2.1主电路结构拓扑设计图1是基于DSP的恒频移相高频链逆变电路原理图，包括主电路和控制电路2部分?主电路的前级部分主要包括滤波整流?谐振式全桥移相电路和高频变压器?后级部分主要由周波变换器和输出低通滤波器组成？Q1-Q4组成按SPWM规律进行移相控制的高频逆变器，采用单极性移相控制方式很好的解决了周波变换器开关换流时的电压尖峰问题？同时利用开关二极

4、管代替饱和电感使得变换器更易实现软幵关，变换效率更高?高频逆变器和周波变换器之间的高频变压器，起电源侧与负载侧电压匹配及两侧电气隔离的作用？Q5,Q6组成周波变换器,将高频的交流电压脉冲低频解调成单极性的SP丽波，经输出滤波器滤波后输出正弦电压U0供给负载？传统的谐振式全桥移相ZVS-PWM变换器是利用功率MOS管的输出电容和输出变压器的漏电感作为谐振元件，使FBPWM变换器四个开关管依次在零电压导通，实现恒频软开关(FBZVS-PWM)?由于减少了过程损耗，可保证FBZVS-P丽变换器效率达80%-90%,并且不会发生开关应力过大的问题?然而这种结构的

5、PWM变换器美中不足的就是滞后桥臂不易满足ZVS条件?在此基础上，我们引入了FBZVZCS-PWM变换器，它的依据是:在变压器原边串连一个饱和电感，当电流到达零以后，在一小段时间内将电流钳在零值，以避免开通时电容释放的能量加大开通损耗，从而做到超前桥臂仍是零电压开通，而滞后桥臂开关零电流关断?而理想的饱和电感的作用相当于一个开关二极管，因此可用2个开关二极管代替饱和电感接在主电路中(左?右桥臂之间)？如图1?图1高频链无连线逆变器系统框图2.2控制电路设计控制电路设计主要包括输出电感电流的分解的设计?改进PQ法的设计？电压电流双闭环的设计以及SPWM信号

6、的产生几大部分?在输出端对电感电流和输出电压进行采样，并且把电感电流分解成与输出电压同相位的有功电流分量和与输出电压滞后90°相位的无功电流分量，就可以得到有功功率和无功功率，应用改进的PQ法得到电压参考值，通过采样电压与参考电压的比较得到电压误差信号，经过PI控制器以后得到电流的参考值，然后与采样电流比较得到电流误差信号，电流误差信号经过P控制器后得到调制波信号Uel，调制波与三角载波比较后得到SP丽信号？见图1?上述控制策略中，把电感电流进行分解可以更好的适应非线性负载?采用改进的PQ法可以保证并联逆变器有好的均流效果的同时也有好的动态特性?而在电流

7、内环之外还设置电压外环的目的在于对不同负载实现参考电流幅值的自动控制？这种控制策略既保证输出电压有好的稳定性能，又保证系统有较快的动态响应性能？单极性移相控制〔2〕实现SPWM信号原理如图2所示？图2SP丽信号的产生原理图〔JZ)〕Uel与载波Uc比较后得到信号Kl，K1再下降沿2分频，得到高频脉冲交流环节逆变器功率开关Q1的控制信号,尔后反相互补得到功率幵关Q3的控制信号;Uel的反值信号Ue2与载波Uc比较后得到信号K2,K2再下降沿2分频，得到高频脉冲交流环节逆变器功率开关Q2的控制信号，尔后反相互补得到功率开关Q4的控制信号;将载波Uc下降沿2分

8、频，得到功率开关Q5的控制信号，尔后反相互补得到功率开关Q6的控制信号？3逆变器