SPWM的程序说明参考

摘要：介绍了采用BoostPWMDC/DC变换器的正弦波逆变器的工作原理与控制方式，这是一种新型的正弦波逆变器。

关键词：升压；DC/DC变换器；正弦波逆变器

1 引言

传统的电压型逆变器只能降压，不能升压。要升压就必须采用升压变压器，或在直流电源与逆变器之间串入Boost DC/DC变换器。这对于应用于UPS及通信振铃电源的低频逆变器来说，将会使电源的体积重量大大增加。而采用新型的BoostPWMDC/DC变换器组成的逆变器，将会很简单地实现升压逆变。如果在一个周期内不断地按着正弦规律改变载波周期内的占空比D，就可以输出电压成为正弦波。

2 Boost变换器的升压特性

BoostPWMDC/DC变换器具有优越的无级升压变压功能，因此，可以把它直接应用于需要升压变压的高开关频率PWM电压型逆变器中。

Boost变换器电路如图1（a）所示。假定开关S的开关周期为T，开通时间为ton=DT，关断时间为toff=(1－D)T,而D=ton/T=0～1为开通占空比，(1－D)=ton/T为关断占空比。Boost变换器有两个工作过程。

1）储能过程在S开通期间ton为电感L的储能过程，其等效电路如图1（b）所示。S开通，输入电路被S短路，输入电流i1使电感L储能，加在L上的电压为电源电压US，电压方向与电流方向相同。由电磁感应定律得

在ton期间，L中的电流增量为

ΔI1on=

2)放能过程在S关断期间toff，为电感L的放能过程，其等效电路如图1（c）所示。S关断，D导通，电源与输出电路接通，电感L放能，加在L的电压为输出电压Uo与电源电压US之差（Uo－US）,电压方向与电流i2的方向相反。由电磁感应定律得

在toff期间，L中的电流减小量为

ΔI2off=

电路稳定后，ΔI1on=|ΔI2off|

所以DT=(1－D)T；US=(1－D)Uo

故输出输入电压变比（1）

Boost变换器的工作波形如图1（d）所示，可以看出：输入电流i1是连续的，输出电流i2是断续的。i1连续是因为输入电路有L的存在。

作出M=f(D)的关系曲线如图1（e）所示。由于D=0～1,所以,说明Boost变换器只能升压，不能降压。

(a)原理电路

（b）储能等效电路 (c)放能等效电路

（d）波形图 (e)M=f(D)曲线

图1 Boost变换器电路的工作波形及M=f(D)曲线

3 Boost逆变器的构成

对于UPS或交流电动机驱动用的逆变器，要求它必须能够双向四象限工作，所以，应将Boost DC/DC变换器改进成双向变换器。所谓双向变换器，就是功率既可以从输入端流向输出端，也可以从输出端流向输入端。为此，必须要解决电流反向流通的问题。最简单的解决办法是在原电路的三极管上反并联一只二极管，在原电路的二极管上反并联一只三极管，三极管和二极管共同组成两个反向导通的开关S和S。S和S按互补方式工作。这样，不仅保证了正反向电流的流通，而且也不使等效电路的工作过程发生变化。改进后的电路如图2（a）所示，图2（b）为双向Boost变换器的M=f(D)曲线。当功率由US输送到Uo时，变换器工作在Boost状态，。当功率由Uo输送到US时，变换器工作在Buck状态，M=1－D。