一种电压-电压SPWM控制DC/AC电路的设计

在单相DC/AC变换电路中， 为了简化控制电路结构， 还可以采用电压型PWM集成控制芯片如SG1525、TL494 等构成SPWM控制器， 利用控制芯片内部产生的三角波与由外部输入的正弦调制波进行比较得到SPWM波形。这时三角波的幅值是不能够进行调节的，因此利用输入电压的变化来调节三角波幅值的前馈控制思想无法实现。在这种情况下，可将前馈电压的采样值按照电路的输入输出关系UO1 = KUIVc/ Vr进行归一化换算后， 与反馈电压、给定电压进行综合比较，经PI调节后连接到变增益放大电路去调节正弦波的幅值，从而实现电压前馈和电压反馈控制。利用集成元件实现电压-电压控制的电路原理如图4 所示。

仿真与实验结果

按照上述控制方法对图2所示电路进行仿真与试验， 逆变主回路为IGBT全桥电路， 试验参数为:输入直流电压UI =200 V，交流输出电压有效值为100V， 设计功率为5kW， 开关频率为50kHz ， L="10"μH，C =1μF。当输入电压由100V跃变为150V时， 如图5(a) 所示， 传统电压反馈控制与前馈型电压- 电压控制输出电压的仿真结果分别如图5(b) 和图5(c)所示，三角波变化如图5(d) 所示。

仿真结果表明，前馈型电压- 电压控制对输入电压波动的反应灵敏， 能够及时的调整载波的幅值，达到瞬间稳定输出电压的目的。

结论

本文提出了一种采用前馈调整三角载波和反馈调整正弦波相结合的电压- 电压复合控制方案，并全面地说明了控制电路由集成元件构成时的应用方法。试验结果表明此控制方法较好地解决了输出电压瞬态偏离问题，且实现简单。