【正文】 向恢復(fù)尖峰電流，因此器件的電流等級(jí)可取為60A(2)輸出濾波器的選擇及參數(shù)設(shè)計(jì)輸出交流濾波器的作用是濾除逆變橋輸出SPWM波的諧波分量，表面看來好象LC濾波參數(shù)越大，系統(tǒng)輸出波形越好。器件的電流等級(jí)則要根據(jù)它所通過的最大峰值電流來確定。電源額定輸出為：電壓 =ll5V，功率 =2KW，考慮0U0P到濾波器的損耗以及功率開關(guān)的開關(guān)損耗，設(shè)效率為80％，則有：逆變器功率：=2/(KW)峰值電流值：NP= /115= /115≈55(A)INRAPK22其中： 為過載因數(shù)， 為安全系數(shù)。MOSFET功率器件一般選用三菱、富士、APT、IR公司的產(chǎn)品，如配套使用IR公司的三相驅(qū)動(dòng)芯片IR2130和IR公司的MOSFET可方便的構(gòu)成三相逆變器。門極可關(guān)斷晶閘管GTO開通和通態(tài)特性類似普通晶閘管，可以用一個(gè)負(fù)門極電流脈沖關(guān)斷陽極電流。開關(guān)關(guān)斷時(shí)間較長(zhǎng)(十幾 延誤時(shí)間)，必須加上緩沖電路以保證其工作在安全工作區(qū)以內(nèi)，防止出現(xiàn)因局SU部發(fā)熱效應(yīng)導(dǎo)致的二次擊穿現(xiàn)象。也是功率器件首選之一。是首選功率器件之一。它作為一種電壓控制多數(shù)載流子器件，柵極電路阻抗非常高，因此適用于多管并聯(lián)運(yùn)行。就逆變器容量方面看，功率MOS管用于小功率范圍，功率晶體管用于中小功率華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17范圍，而門極可關(guān)斷晶閘管則用于較大功率范圍。在此我們分別對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的論述。逆變電路作為逆變電源的重要部分也是本文所討論的重點(diǎn)，以下主電路元件的選擇及參數(shù)的設(shè)計(jì)指的是逆變電路部分。（7）對(duì)于傳統(tǒng)的逆變電路由DC/DC、DC/AC 組成，正弦信號(hào)生成在最后一級(jí)完成。（6）有利于實(shí)現(xiàn)多機(jī)的并聯(lián)。（5）電路控制變成兩部分，一個(gè)是高頻的SPWM調(diào)制控制，生成饅頭波；一個(gè)是低頻的倒向控制。（4）單極性的饅頭波，提高了采樣的精確度。在某些要求輸出電壓高于輸入電壓的場(chǎng)合，就無法實(shí)現(xiàn)。所以本電路損耗低,效率提高。（2）從上面的電路結(jié)構(gòu)可以看出此逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有一個(gè)缺點(diǎn):需要的開關(guān)管數(shù)量多，這樣一來就大大提商了電路的成本。雙向 Buck 逆變電路的優(yōu)點(diǎn)：（1）雙向直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器的電路結(jié)構(gòu)。全橋逆變部分由 4 個(gè) MOSFET 開關(guān)管組成，通過低頻開關(guān)信號(hào)控制實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入即單極性饅頭波周期倒向從而輸出 400HZ 的正弦波。兩個(gè)開關(guān)管互補(bǔ)導(dǎo)通，二極管具有續(xù)流的作用，從而能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，所以能夠接感性及容性負(fù)載。工作原理如圖48所示。對(duì)于Buck變換器，它的輸出電壓V0=VinD(其中，Vin是輸入的直流電壓，D是主功率開關(guān)管M1的占空比)。(2)全橋變換電路，如圖46所示。這一部分是整個(gè)逆變電源的核心部分，也是本文所研究的重點(diǎn)部分。開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高頻的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，這也使變壓器有較小的體積，并能夠得到較高質(zhì)量的直流信號(hào)。圖中 PWMl 和 PWM3 同相，PwM2 和 PWM4 同相沒有移相，此時(shí)副邊輸出電壓最高，如果不計(jì)損耗，那么副邊的輸出電壓為 nVin，其中 n 為變壓器的變比在這里變比為 2:l，這是滿調(diào)制時(shí)的輸出，此時(shí)副邊通過二極管來整流，即為不控整流。 [12](二) B 部分(DC/DC)本部分完成從直流 360V 到直流 180V 的變換，采用變壓器隔離 DC/DC 變換，變壓器的作用是隔離及變壓，原邊的逆變橋由四個(gè)開關(guān)管組成，副邊由四個(gè)整流管組成，對(duì)于變橋同一橋臂開關(guān)管的控制采用互補(bǔ)控制，對(duì)角開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷，逆變橋輸出極性為正或負(fù)的方波信號(hào)，正負(fù)脈沖的寬度各為 50％，電路原理如圖 42 所示。華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）134 系統(tǒng)綜述 技術(shù)指標(biāo)輸入電壓:交流220V，頻率50HZ額定輸出功率：2KVA輸出電壓波形：正弦波輸出頻率:400HZ輸出電壓總諧波失真:THD5％ 系統(tǒng)主電路 主電路結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)主要由以下A、B、C三個(gè)部分組成，功能是完成交流220V/50Hz到交流115V/400HZ的變換，結(jié)構(gòu)如下： 圖41 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 (一) A部分(PFC boost)本部分的作用把交流電整流并通過 boost 電路升壓，輸出為 360V 的直流高壓，在控制電路控制下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，并使功率因數(shù)為 1。在理論分析的基礎(chǔ)上得出了逆變器實(shí)現(xiàn)SPWM調(diào)制的占空比計(jì)算公式。ANV基于傳統(tǒng)空間矢量脈寬調(diào)制(SPWM)控制的三相逆變器能夠獲得快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng),但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜,需要高速微處理器。因此三相橋電壓型逆變電路這6個(gè)開關(guān)管同時(shí)被驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通。在輸出電壓的每一個(gè)周期中，各開關(guān)器件通、斷轉(zhuǎn)換多次，實(shí)現(xiàn)即可調(diào)節(jié)、控制輸出電壓的大小、又可消除低次諧波改善輸出電壓波形。三個(gè)單相逆變器的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間互差 ，三相輸出電壓 、 、 大小相等，?120AvBC相差 ，構(gòu)成一個(gè)對(duì)稱的三相交流電源，通常變壓器的二次繞組都接成星型以便消?120除負(fù)載端的三倍數(shù)的諧波。0? 三相逆變電路工作原理 三相交流負(fù)載需要三相逆變器，三相逆變器有兩種電路結(jié)構(gòu)，其一為由三個(gè)單相逆變器組成一個(gè)三相逆變器。 電壓型單相逆變器電壓和波形控制 上節(jié)中各單相逆變電路輸出電壓均為 寬的方波交流電壓。實(shí)際應(yīng)用中為避免上、下開關(guān)管直通，每個(gè)開關(guān)管的開通信號(hào)應(yīng)略為滯后于另一開關(guān)管的關(guān)斷信號(hào)，即“先斷后通”。 電壓型單相方波逆變電路工作原理 電壓型單相全橋逆變電路改變開關(guān)管的門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，輸出交流電壓的頻率f也隨之改變。（4）依據(jù)開關(guān)器件及其關(guān)斷（換流）方式的不同，可分為采用全控型開關(guān)的自關(guān)斷換流逆變器和采用晶閘管半控型開關(guān)的強(qiáng)迫關(guān)斷晶閘管逆變器兩類。（2）依據(jù)輸出交流電壓的性質(zhì)，可分為恒頻恒壓正弦波逆變器和方波逆變器，變頻變壓逆變器，高頻脈波電壓（電流）逆變器。其基本類型有：（1）依據(jù)直流電源的類型，逆變器可分為電壓型逆變器和電流型逆變器。 逆變器的類型 逆變器由主電路和控制系統(tǒng)兩部分組成。逆變器的輸入是直流電，輸出為交流電。本章論述直流/交流電功率變換的基本原理，介紹方波運(yùn)行模式下電壓型和電流型逆變器的特性，輸出電壓大小和波形的PWM控制基本原理，三相逆變器的空間矢量PWM控制，多電平逆變器、高壓大容量逆變器的復(fù)合結(jié)構(gòu)以及逆變器的基本應(yīng)用 [7]。這種主電路結(jié)構(gòu)也使功率開關(guān)管的控制更加簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了控制電路設(shè)計(jì)及控制方法的實(shí)現(xiàn)，為逆變電源提高整體性能打下基礎(chǔ)。具有負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)，效率高等特點(diǎn)。 [11] 本章小結(jié)本章主要介紹了直流變換器高頻環(huán)節(jié)逆變這種電路結(jié)構(gòu)，直流變換器由雙向直流變換器和極性反轉(zhuǎn)逆變橋構(gòu)成，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、雙向功率流、輸出電壓波形質(zhì)量高、負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。本文中逆變電源采用的這種結(jié)構(gòu)，通過合理的控制算法能夠達(dá)到預(yù)期的目的。二個(gè)開關(guān)管的華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10控制主要是控制有功功率向負(fù)載的傳遞以及無功功率的反饋。 [9]華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9圖25 雙向直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)由于雙向的直流變換器能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，所以變換器能夠?qū)⒔涣髫?fù)載無功能量或電容上的電荷回饋到輸入直流電源側(cè)，從電感處的電流可以看到電流為負(fù)時(shí)，負(fù)載向電源反饋能量，從而保證輸出電壓的正弦性，使電壓在任何負(fù)載時(shí)都能跟蹤參考電壓信號(hào)的變化，從而獲得理想的輸出電壓波形。仿真結(jié)果表明：(1)阻性滿載時(shí)，輸出電壓質(zhì)量高，如圖24（a）所示 輕載或空載時(shí)，輸出電壓近似為一方波，其原因是空載或輕載時(shí)，直流2i濾波電容C沒有放電回路或放電時(shí)間很大：(3)容性負(fù)載時(shí)，輸出電壓在某時(shí)間內(nèi)保持恒定，當(dāng)直流濾波電容和交流負(fù)載電容上的電壓相平衡時(shí)，均無放電回路，輸出電壓發(fā)生畸變，如圖24(c)所示：(4)感性負(fù)載時(shí)，直流濾波電容C和交流負(fù)載電感發(fā)生諧振，如圖24(d)所示：因此，該逆變器輸出電壓波形受負(fù)載影響很大，即負(fù)載適應(yīng)能力弱，僅適用于阻性滿載場(chǎng)合，不具有普遍適用意義。A）電路結(jié)構(gòu) 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8B）控制系統(tǒng) 圖23單向直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)如果將直流變換器用于無源逆變場(chǎng)合，其結(jié)果是空載、容性負(fù)載、感性負(fù)載甚至阻性輕載時(shí)輸出正弦電壓波形嚴(yán)重畸變，僅在阻性滿載時(shí)輸出波形較好，即負(fù)載適應(yīng)能力弱。 單向直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變單向直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)如圖23所示。直流變換級(jí)將直流電壓變換成全波整流電壓，極性反轉(zhuǎn)逆變橋?qū)⑵淠孀兂烧医涣麟?，其類型由前置直流變換器的類型(BUCK或BUCK，BOOST)決定，因而稱為直流變換器型高頻環(huán)節(jié)變換器。因此，單極性調(diào)制逆變器將比雙極性調(diào)制逆變器有更優(yōu)良的輸出頻譜特性、更小的輸出濾波器。對(duì)于BUCK型逆變器，有單極性和雙極性兩種調(diào)制方式。每發(fā)生一次開關(guān)，逆變橋的輸出電壓為正輸入電壓或負(fù)輸入電壓，從而輸出電壓在正負(fù)電平之聞切換。對(duì)于單極性的調(diào)制可根據(jù)實(shí)際電路采用不同的方法，在本文中，采用是圖21(b)所示的方法，結(jié)合實(shí)際的主電路結(jié)構(gòu)使控制更簡(jiǎn)潔，達(dá)到較好的效果。低頻信號(hào)指的是控制單極性饅頭波倒向的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。這是單極性spwm調(diào)制當(dāng)中的倍頻調(diào)制方式。單極性正弦脈寬調(diào)制原理波形可采取以下幾種方0U式，具體如圖2—1所示。（1）單極性調(diào)制通過控制功率開關(guān)管的通斷，使輸出電壓在 或 即+1/0(1/0)之間0/CU?/C?切換，這就是單極性的調(diào)制。這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單，通用住強(qiáng)，控制和調(diào)節(jié)性能好，具有消除諧波、調(diào)節(jié)和穩(wěn)定輸出電壓的多重作用，是一種較好的波形改善方法，它的出現(xiàn)為中小型逆變器的發(fā)展起了重要作用。這也是正弦脈寬調(diào)制技術(shù)得到廣泛應(yīng)用的原因之一。（2）控制策略采用改進(jìn)型重復(fù)控制，結(jié)合PID控制與重復(fù)控制各自的特點(diǎn)，對(duì)于電源的一些非線性的負(fù)載特別是整流性負(fù)載能得到較理想的輸出電壓波形。 本文主要研究?jī)?nèi)容本文對(duì)交流輸入220V，輸出交流115V、400HZ的中頻電源進(jìn)行了研制。 數(shù)字化逆變電源的控制由于早期的微處理器運(yùn)算速度有限，逆變電源的核心控制仍然需要模擬電路的參與，隨著電機(jī)控制專用DSP的出現(xiàn)和控制理論的普遍發(fā)展，使得逆變電源的控制技術(shù)朝著數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，對(duì)于各種控制策略和控制算法的實(shí)現(xiàn)成為可能。(4)易于采用先進(jìn)的控制方法和智能控制策略，使得逆變電源的智能化程度更高，性能更完美，輸出電能質(zhì)量好，可靠性高，便于實(shí)現(xiàn)智能控制。(3)有利于大規(guī)模逆變電源組成并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。逆變電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：(1)減少控制元件數(shù)量，提高系統(tǒng)抗干擾能力。近年來隨著大規(guī)模集成電路、現(xiàn)代可編程邏輯器件及數(shù)字信號(hào)處理器(digital signal processor，SP)技術(shù)的發(fā)展，使逆變電源的全數(shù)字控制成為現(xiàn)實(shí)。電路復(fù)雜，所占的體積較大；靈活性不夠，硬件電路設(shè)計(jì)好了，控制策略就無法改變；調(diào)試不方便，由于所采用器件特性的差異，致使電源一致性差，且模擬器件的工作點(diǎn)的漂移，導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)的漂移。 數(shù)字化逆變電源的發(fā)展傳統(tǒng)的逆變電源多為模擬控制或者模擬與數(shù)字相結(jié)合的控制系統(tǒng)。而且可以方便的實(shí)現(xiàn)模塊化，對(duì)于產(chǎn)品的系列化生產(chǎn)具有很好的借鑒。華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31. 緒論中頻逆變電源，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、艦船、雷達(dá)、通信、導(dǎo)彈、車輛等領(lǐng)域，其技術(shù)要求高，正向著高可靠性、輕量化、智能化模塊電源方向發(fā)展。高頻化帶來的直接好處就是使電源裝置的小型化，并使電源產(chǎn)品進(jìn)入到了更為廣闊的領(lǐng)域。隨著電子電源的集成化、模塊化、智能化的發(fā)展，功率集成技術(shù)已經(jīng)模糊了整機(jī)與器件之間的界限。○ 5保護(hù)快?！?3高效節(jié)能。采用逆變技術(shù)是為了獲得不同的穩(wěn)定或變化形式的電能，具有很多的優(yōu)點(diǎn)：靈活調(diào)節(jié)輸出電壓或電流的幅度和頻率，如交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。 （4）按照逆變電源主電路的形式，可以分為單端式、推挽式、半橋式和全橋式逆變電源。 （2）按照逆變電源的輸出相數(shù)可以分為單項(xiàng)逆變電源、三項(xiàng)逆變電源和多相逆變電源。逆變電源按照不同的分類方式可分為多種類型：（1）按照逆變電源輸出交流的頻率，可以分為工頻逆變、中頻逆變和高頻逆變。毋須懷疑，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和各種新型功率器件的發(fā)展，逆變裝置也將向著體積更小、效率更高、性能指標(biāo)更優(yōu)越的方向發(fā)展。各種現(xiàn)代控制理論如自適應(yīng)控制、自學(xué)習(xí)控制、模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等先進(jìn)控制理論和算法也大量應(yīng)用于逆變領(lǐng)域。逆變電源是將直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能的變流裝置，是太陽能、風(fēng)力發(fā)電中一個(gè)重要部件。 Modified Repetitive Control；inverter華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1前言電源系統(tǒng)是現(xiàn)代電子設(shè)備不可或缺的重要組成部分，運(yùn)用先進(jìn)功率電子器件及控制技術(shù)可以使逆變電源比傳統(tǒng)電源設(shè)備具備更好的穩(wěn)定性和可靠性。關(guān)鍵詞：直流變換器。本論文針對(duì)這些問題，采用數(shù)字控制器，具有硬件電路簡(jiǎn)單，系統(tǒng)升級(jí)方便等特點(diǎn)，符合現(xiàn)代逆變電源的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景?？刂葡到y(tǒng)DSP TMS320LF2407A為核心。本文對(duì)逆變主電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，然后重點(diǎn)以Dsp2407A為核心的控制電路的設(shè)計(jì)及改進(jìn)型重復(fù)控制算法的實(shí)現(xiàn)。400HZ逆變電源的研究畢業(yè)論文目 錄摘要 .................................................................................................................II關(guān)鍵字 ..........................