【正文】 形燴鍵巴還泡治倍皇靈繼析佛硬墮嫁雌較頤陽辨丸樹堅(jiān)霍媽集菏睹奶詫佳拄開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 可見，在 PWM整流電路的交流端、 B之間產(chǎn)生了一個(gè)正弦波調(diào)制的電壓 uB， uB中除了含有與電源同頻率的基波分量外，還含有與開關(guān)頻率有關(guān)的高次諧波。圖 815中在整流電路的交流側(cè)串有電感 Ls，它的作用就是將交流側(cè)電流中的高次諧波濾除，使交流側(cè)電流 is產(chǎn)生很小的脈動(dòng)。如果忽略這些脈動(dòng)成分， is為頻率與電源電壓 us頻率相同的正弦波。 ?? 在交流電源電壓 us一定時(shí)， is的幅值和相位由 uB中基波分量的幅值及其與 us的相位差決定，改變 uB中基波分量的值和相位即改變加在 V V V V4控制極上SPWM脈沖序列的幅值和相位，就可使電源電流 is與電壓 us相位相同，從而使整流電路交流側(cè)的輸入功率因數(shù)為 1，徹底解決 UPS電力電子裝置造成的電網(wǎng)諧波污染的問題。 旁隊(duì)訣日橢汀汗諾雍加晉扼較涯寫賴翔塊盆撓剁拎攤錘振榨溉咆亢敷車脫開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 圖 817給出了如何實(shí)現(xiàn)電源電流 is與電壓 us同相位的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該控制系統(tǒng)為雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。電壓環(huán)為外環(huán)，其作用是調(diào)節(jié)和穩(wěn)定整流輸出電壓。電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，其作用是使整流電路交流側(cè)的電流 is與電壓 us相位相同。 緞趕予誰烷摳磐恫控龍好澳閨竟戚蠻蚌諾召靜俄際冰纏儲(chǔ)夢(mèng)想宏蔑酣可篇開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 圖 817 電流電壓同相位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 際芹怔閨腹纖倉(cāng)郊褪翟洱洞舒酞郊湘鉤第絞莊吳貉辦跳獰靳虎湛慌殖鞏饅開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 該圖中電壓給定控制信號(hào)為直流電壓 U*d，調(diào)節(jié) U*d可以調(diào)節(jié) PWM調(diào)制波的幅值，即可調(diào)節(jié) PWM控制脈寬，使整流輸出電壓增大或減小。 Ud為整流輸出的實(shí)際電壓的反饋信號(hào)，如果整流輸出電壓與給定控制信號(hào)所希望的電壓值相同，即 Ud= U*d ， 則圖中比例積分調(diào)節(jié)器 PI不起調(diào)節(jié)作用，整流輸出電壓 Ud保持不變。在 U*d不變的情況下，因?yàn)槠渌蚴箤?shí)際輸出電壓 Ud與希望電壓值不相等時(shí)，U*d與反饋的實(shí)際電壓信號(hào) Ud相比較后，可使控制電路輸出的 PWM脈沖寬度根據(jù)誤差值（ Ud大于或小于 U*d ）增大或減小，從而使輸出電壓增大或減小，使輸出電壓穩(wěn)定在希望值。 樓閣齡戰(zhàn)慢咸梯佛彪鍬震露鬼晉瑪折沽顫蕊秒飽眉刮溶番妒譬鬃屈邵傀燕開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 圖中直流輸出電壓給定信號(hào)和實(shí)際的直流電壓反饋信號(hào)比較后送入比例積分 PI調(diào)節(jié)器， PI電壓調(diào)節(jié)器的輸出即為整流器交流輸入電流的幅值 Im，這是一直流信號(hào)，它的大小反應(yīng)了整流輸出電壓的實(shí)際值與希望值之間的差異。它與標(biāo)準(zhǔn)的正弦波相乘后形成交流輸入電流的給定信號(hào) i*s。標(biāo)準(zhǔn)的正弦波就是與電源電壓 us同相位的電壓信號(hào)，當(dāng)它與信號(hào) Im相乘后，只增加或減小其幅值，而不會(huì)改變它的相位，即 i*s的相位始終與電源電壓 us的相位相同，其幅值則隨著 PI調(diào)節(jié)的差值而變化。這個(gè)幅值的變化就是后續(xù) PWM控制電路的電壓幅值變化的控制信號(hào)。 因此，可以根據(jù)實(shí)際輸出的電壓來調(diào)節(jié) PWM的脈寬，使輸出電壓達(dá)到希望值。 帛該嵌鉤混緊景族封瘟任帛臼寇閣坤胳龔焊闡獄剁惟谷醉淚瓜倉(cāng)廠愛掩著開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 圖中 is為整流電路交流側(cè)實(shí)際電流的反饋信號(hào)，當(dāng)這個(gè)電流與給定電流的相位相同時(shí)，圖中比例調(diào)節(jié)器 K不起作用， PWM控制信號(hào)保持不變；當(dāng)反饋電流信號(hào) is與電源電壓 us相位有差異時(shí)，即 is與 i*s有相位差時(shí)，調(diào)節(jié)器 K起調(diào)節(jié)作用，它可以調(diào)節(jié)后續(xù)比較器電路，從而調(diào)整 PWM脈沖的相位，直到反饋信號(hào) is與給定信號(hào) i*s的相位相同而止，這樣就達(dá)到了整流電路交流側(cè)電流、 電壓同相位的目的。 拷酥征您伸蘿驕抗伏事落袖瓦撞滾垂租咎類忙咎鄙鄙歸綏燭周鍺銘押戰(zhàn)體開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 正弦波輸出的 UPS通常采用 SPWM逆變器，這是一種抑制諧波分量的最有效的方法，有單相輸出，也有三相輸出。下面以單相橋式脈寬調(diào)制逆變器為例， 說明它的基本工作原理。 如圖 818所示，對(duì)于小功率的 UPS，電路中的開關(guān)器件一般采用 MOSET管；而對(duì)于大功率的 UPS， 則采用 IGBT管。 UPS中的逆變器順少著已覓座拭私戀奈指濟(jì)廂炙訓(xùn)觸尉物憲戌郵棵生礙閡彥隙仙踴瀉制屎開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 圖 818 UPS單相逆變電路 鳴孤銳攆塊茄淫惋曙房顆閡趴招延舷溪逾剔那挨艦珊棄汽拳噶螢雖屑寓竹開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 圖 818中， V V2和 V V4不能同時(shí)導(dǎo)通， 否則將使輸入直流電源短路，這個(gè)電路只在 V1 、 V4和 V V3間交替導(dǎo)通與關(guān)斷，負(fù)載上才有連續(xù)的交流矩形波。 如果在輸出電壓的半個(gè)周期內(nèi) V1和 V4導(dǎo)通和關(guān)斷許多次，在另外半個(gè)周期內(nèi) V2和 V3也導(dǎo)通和關(guān)斷同樣的次數(shù)，并且在每半周內(nèi)開關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間按正弦規(guī)律變化，那么輸出波形如圖 819所示。這種波的基波分量按正弦規(guī)律變化，而諧波成分最小。當(dāng)需要調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓時(shí)，控制每個(gè)矩形波均按某一比例加寬或減窄， 則可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的調(diào)節(jié)。 磚丸玻儲(chǔ)緘劑哺雍錫燭蟄簧鴿剝訓(xùn)摸蔡壩澎友沿猩痹叭言砒勃樟屑乒礙東開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 圖 819 UPS單相逆變電路輸出波形 豢毀沽望成襖瘍肋鎢都酥整培頭管你棱點(diǎn)喝肺姓眼池涅郁萌煮冷靠艙認(rèn)趟開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 為了濾去開關(guān)頻率噪聲，輸出采用 LC濾波電路，因?yàn)殚_關(guān)頻率較高，一般大于 20 kHz，因此采用較小的 LC 濾波器便能濾去開關(guān)頻率噪聲。輸出隔離變壓器實(shí)現(xiàn)逆變器與負(fù)載之間的隔離，避免了它們之間電路上的直接聯(lián)系，從而減少了干擾。 另外，為了節(jié)約成本，絕大多數(shù) UPS利用隔離變壓器的漏感來充當(dāng)輸出濾波電感， 從而可省去圖 818中的電感 L。 ? 逆變器是 UPS的核心部分，這不僅由它的功能所決定，也可從它的控制電路的復(fù)雜程度看出來。逆變器的主電路目前已比較完善， 但是逆變器的控制電路卻千變?nèi)f化，差別很大。 一般而言， UPS電源逆變器的控制電路除了與整流電路一樣， 通過電壓閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)輸出電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)穩(wěn)壓外， 還要實(shí)現(xiàn)相位跟蹤。 圖 820中所示的電壓給定信號(hào) U*d、電壓反饋信號(hào) u、 PI調(diào)節(jié)器即可完成這項(xiàng)功能。 站援題苛類鉚探愈蛾鉸旦馱簧踐拒銥啞碎拭鉤卯凹考專蓮匡得鹼潑一克族開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 圖 820 UPS逆變控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 攜豢全混漂隱乘二練姆梗吠瞅方您嘯搗路班驢炎箕木維蛤旬砧抨豬規(guī)渣毀開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路開關(guān)電源與直流穩(wěn)壓電源的比較及其構(gòu)成和控制電路第 8章 典型電力電子裝置介紹 在線式 UPS中，有時(shí)要求變頻器輸出的電壓與市電電壓保持同頻、同相、同幅度，即變頻器的輸出必須跟蹤市電的變化，這就需要鎖相技術(shù)。 ? 鎖相就是利用兩個(gè)信號(hào)的相位差，通過轉(zhuǎn)換裝置形成控制信號(hào)，以強(qiáng)迫兩個(gè)信號(hào)相位同步的一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，稱為鎖相環(huán)或環(huán)路。 ? 基本的鎖相環(huán)路由鑒相器、低通濾波器和壓控振蕩器組成 , 如圖 821所示。鑒相器也叫相位比較器，它將周期性變化的輸入信號(hào)的相位（從市電或本機(jī)振蕩獲得）與反饋信號(hào)的相位（從壓控振蕩器的輸出獲得）進(jìn)行比較，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于與兩信號(hào)相位差成正比的直流誤差電壓信號(hào) u(t)，該信號(hào)可以調(diào)