图文解析逆变电源的控制方式

 图1为基于DSP的逆变器系统控制方案的示意图，如果系统引入电感电流内环，不仅可以增加系统的稳定性，还能适当降低谐振峰值。因此，在重复控制电压外环的内部加入电流内环，构成重复控制双环，可以增加重复控制系统的稳定性，还能降低补偿器设计难度。

 

 

图2

图2是数字控制系统的结构框图。系统模拟部分主要是功率电路和接口电路，数字部分。接口电路是设计时需要特别考虑的，它需要实现数据的转换(A/D，D/A)，针对不同的A/D，还需要特别设置电平转换电路。而门极驱动电路不仅要提供足够的能量以驱动功率模块，还需要隔离，以保护数字芯片。最后通过数字部分的编程，实现数字控制。

根据内模原理，重复控制设计的基础是受控系统稳定，然后加入重复内模，以获得周期性输入或干扰的无静差特性。设计重复控制系统需要知道受控系统的精确模型，这样才能设计出满足稳定域关系的补偿器。加入重复控制器后的系统如图3所示。

 

 

图3逆变器重复控制系统框图

图1中T是基波周期;S(s)为需要设计的补偿器;Gp(s)为受控系统的平均模型，即式(3)。

为简化分析，忽略滤波电感等效串联电阻rL和滤波电容等效串联电阻rc，将Kvf，Utr、Ud恒定增益环节视为单位增益，可以得到简化为单位反馈的逆变器平均模型，即：

 

 

由图1可以获得重复控制系统的开环传递函数为：

 

 

由于纯延时环节e-Ts的存在，模拟上难于实现，需要将其离散化，从而采用离散系统的分析方式。其中e-Ts=z-N，N为一个基波内的采样次数。Q是用于改善重复控制器内模临界稳定特性的，可以是一个略小于l的参数或低通滤波器，常数型Q和函数型的对比，函数型在低频段具有更高的增益，稳态特性将更加理想，不过也能看出它会引入相移，因此，需要再针对它设计相位补偿，设计不好，系统有可能不稳定，反而达不到预期的稳定性补偿效果，因此，在通常的设计中，常选择常数性Q=0.95作简化设计。

本文对基于DSP的逆变电源控制电路部分进行了讲解，通过图文并茂的方式来帮助初学者加强对逆变电源的认识。对逆变电源感兴趣的朋友不妨花上几分钟来阅读本文，相信会有意想不到的收获。