基于頻率跟蹤型PWM控制的臭氧發(fā)生器電源的研究

3 控制策略硬件實現(xiàn)

通過上面的分析,可知該控制策略實現(xiàn)的關(guān)鍵是三角波信號的獲取,這個三角波信號幅度恒定并與逆變器輸出電流同相同頻,實際上是完成將一個頻率連續(xù)變化的正弦波轉(zhuǎn)換為三角波的功能。其硬件結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。給定正弦波經(jīng)頻率/電壓變換將頻率信號轉(zhuǎn)換為電平信號,通過對電容的充放電得到三角波。為了獲得雙極性三角波,該電路中由雙電源工作的555電路完成反饋功能。這種變換電路產(chǎn)生的三角波具有頻率跟蹤、相位正確、幅度恒定的特點。

圖4 正弦波、三角波變換電路結(jié)構(gòu)

4 實驗結(jié)果

為了驗證上述的分析,研制了一臺工作頻率為20kHz的實驗裝置。系統(tǒng)主電路的整流部分采用三相不控整流，逆變部分采用IGBT作為開關(guān)器件，結(jié)構(gòu)如圖2所示。不考慮相位補償，由圖4方法產(chǎn)生的三角波與正弦波有固定的相位差90°。而實際系統(tǒng)要求三角調(diào)制波的相位與系統(tǒng)的輸出電流同相，解決這一問題有兩種方案：一是對檢測得到的輸出電流進行積分或者微分處理，補償相位差；另一種更直接的方案是采用負載電路中電容的電壓作為圖4中的給定信號，該信號與輸出電流相差90°，滿足系統(tǒng)工作要求。本文的實驗采用后一種方案，如圖5所示，其中相位補償時間為3μs。圖5，6，7分別是三角波生成，開關(guān)管的驅(qū)動信號和逆變器輸出電壓電流波形。

圖5 三角波生成

圖6 開關(guān)管驅(qū)動信號

圖7 逆變器輸出電壓電流波形

5 結(jié)語

新型PWM控制策略成功地滿足了臭氧發(fā)生電源頻率跟蹤的要求。這種控制策略性能優(yōu)越，邏輯明了，實現(xiàn)簡單易行。在控制電路的實現(xiàn)中，三角調(diào)制波的產(chǎn)生是一個關(guān)鍵問題，本文給出了一種功能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜的實現(xiàn)方法。所有的分析都通過實驗結(jié)果加以驗證。