滞环电流控制双Buck逆变器建模及分析.pdf

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1、弟40卷弟2期电力电子技术Vo1．46，No．22012年2月PowerElectronicsFebruary2012滞环电流控制双Buck逆变器建模及分析朱琦，王慧贞(南京航空航天大学，航空电源航空科技重点实验，江苏南京210016)摘要：通过分析滞环电流控制工作原理，建立了电感电流连续状态下滞环电流控制方式小信号模型。证明了滞环电流控制环在开关频率较高时带来的相位延迟较小，可等效为比例环节。将该结论应用于大信号分析．基于双Buck逆变器建立了半周期滞环电流控制单相逆变器的大信号模型，通过分析。进一步得出了单相逆变器外环补偿电路的设计准则，使其能很

2、好地兼顾系统的动态及稳态性能。设计制作了一台115V／400Hz。2kVA逆变器原理样机，实验结果验证了文中分析的正确性。关键词：逆变器；滞环电流控制：建模中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)02—0063—03ModelingandAnalysisofHystereticCurrentControlledDualBuckInverterZHUOi，WANGHui．zhen(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abs

3、tract：eoperationprincipleofhysteresiscurrentcontmUedinverterispresented．Andasmallsignalmodelincontinuouscurrentmodeofhystereficcurrentmodecontrolisderived．Thismodelrevealsthathystereficcurrentcon—trolunderhighfrequencyhasrelativelysmalllag，whichmakescurrentloopvanbeconsideredas

4、aproportionalcomponent．Thenlargersignalmodelofhystereticcurentcontrolledsingle—phasedualBuckinverterispresented．Fur—therthecompensationprinciplesofsinglephaseinverterareproposed，whichcanobtainagoodcomprisebetweensmileanddynamicperformance．Finally，a115V／400Hz，2kVAinverterprototy

5、peisbuilt，andexperimentalresultsverifytheCorectnessandfeasibilityoftheanalysis．Keywords：inverter；hystereticcurrentcontrol；modeling1引言和分析[1_，进一步基于双Buck逆变器建立了滞环电流控制单相逆变器的大信号模型，并对系统传统桥式逆变器存在桥臂直通问题．降低了频域特性进行了分析。得出单相逆变器外环补偿系统的可靠性。为避免桥臂直通而加入的死区补电路的设计准则。设计制作了一台2kVA的逆变偿电路又会影响逆变器的输出波形质量

6、．同时其器原理样机，并通过仿真及实验验证了文中分析续流时流经的功率管的体二极管反向恢复特性很的正确性差。导致更多损耗。而双Buck逆变电路以其效率高，无直通，控制简单等优点得到广泛应用。滞环2滞环电流控制模型电流控制方式具有动态响应快、稳定性好、输出电这里基于双Buck逆变器对滞环电流控制方压精度高等诸多优势．但由于滞环电流控制本质式进行研究，逆变器主电路拓扑如图1所示。上是一种变频调制的非线性控制方法。没有完备的小信号模型来支持．在一定程度上限制了其在工程上的应用。有学者提出采用线性变换的导通时间与开关周期来取代占空比作为小信号模型的输入变量，方便

7、了变频控制方式的小信号建模。这图1逆变器电路拓扑里采用此方式对滞环电流控制进行了小信号建模采用恒定环宽变频滞环电流控制时，电感电流作为反馈量iu与给定电流i进行比较，再经两态滞环比较器产生控制信号控制开关管通断。图2定稿日期：20l1—08—03作者简介：朱琦(1987一)，男，江苏徐州人，硕士，研究方为滞环电流跟踪控制原理波形，在滞环宽度向为功率变换技术。误差范围内跟踪i变化。63第46卷第2期电力电子技术VULU·l1U·厶2012年2月PowerE1ectmnicsFebruary2012忽略电感等效串联电阻电容等效串联电屯阻Rc、输入级输出电

8、压扰动，有：．¨Ap丽1击(5)图2滞环电流跟踪控制原理波形由式(5)可知，当开关频率较高时，滞环电双Buc