多单元串联大功率逆变电源的控制方法

大功率逆变电源原理框图

　　在图1中，功率单元为三相输入，单相输出的交直交PWM电压源型逆变器结构，图2给出了功率单元的逆变部分电路。

　　图2 功率单元逆变部分电路图

　　图3 二重化PWM控制波形

　　移相变压器副边输出的三相交流电经功率单元的三相二极管整流桥整流后，经滤波电容后形成平直的直流电，再经由4个IGBT构成的H型单相逆变桥，输出PWM波。为了提高开关频率，但同时又要考虑降低开关损耗，对功率单元实行二重化PWM控制。图3为二重化PWM控制波形图。

　　在图3中，Vg1,Vg2,Vg3,Vg4分别为VT1，VT2，VT3，VT4的驱动信号，它们的导通规律如图2所示。UAB为功率单元输出电压的波形图。由图3可知,在输出端得到的等高不等宽的脉冲序列的基波分量就是正弦波，而且在一个开关周期内VT1～VT4仅通断一次，而输出电压为两个脉冲,这说明输出电压脉冲频率为开关管的工作频率的2倍。此种控制方法提高了等效的载波频率,使输出电压的谐波含量。减少，降低了开关损耗。

　　逆变器输出采用水平移相式PWM技术，同一相的功率单元输出相同幅值和相位的基波电压，但各个功率单元的载波之间互相错开一定电角度，实现多电平PWM波输出，输出电压非常接近正弦波。输出电压每个电平台阶只有单元直流母线电压大小，所以dV/dt很小。由于采用水平移相式PWM技术，输出电压的等效开关频率大大提高，且输出电平数增加，因此功率单元采用较低的开关频率，以降低开关损耗，提高效率。波形图如图4所示。在图4中，UA1，UA2，UA3分别为第一功率单元、第二功率单元、第三功率单元的输出PWM波形，UA1为三单元串联后的PWM波形。

　　图4 三单元串联逆变器PWM波形