全橋逆變器雙Buck型調制的研究

摘要：提出了對全橋逆變器進行雙Buck型調制的方法。該調制模式不增加拓撲結構復雜程度，保留了雙降壓半橋逆變器(DBHBI)無橋臂直通的優(yōu)點，克服了直流電壓利用率低等缺點。采用電流瞬時值反饋SPWM控制策略，給出了該雙Buck型調制工作的原理，分析了其實現(xiàn)方法，通過仿真和實驗驗證了系統(tǒng)的正確性。
關鍵詞：逆變器；雙Buck型調制；電流瞬時值反饋

1 引言
隨著可再生能源在世界范圍內的發(fā)展，逆變器系統(tǒng)作為新能源與電網(wǎng)的接口設備越來越受到關注，提高開關頻率和實現(xiàn)高效率是目前研究的主要方向。全橋雙Buck型控制模式在不增加拓撲結構復雜程度基礎上，克服了傳統(tǒng)橋式逆變器存在的橋臂直通問題，避免了加入死區(qū)造成輸出波形的畸變現(xiàn)象，具有高可靠性。工作在單極性調制方式下，輸出波形的諧波含量較小。

2 并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)原理
2．1 系統(tǒng)結構
并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)結構如圖1所示。直流側輸入電壓為350 V，由太陽能光伏陣列經(jīng)DC／DC升壓電路獲得。逆變橋輸出經(jīng)濾波器和并網(wǎng)開關S連接到電網(wǎng)上。當S閉合時，逆變器輸出與電網(wǎng)連接，負載上的電壓由電網(wǎng)維持，并網(wǎng)功率的大小由并網(wǎng)電流決定。系統(tǒng)的控制算法由TMS3 20LF2808型DSP實現(xiàn)，當捕捉引腳檢測到電網(wǎng)電壓正向過零點時，啟動內部并網(wǎng)控制算法程序，實現(xiàn)對電網(wǎng)頻率的鎖相跟蹤，并經(jīng)過運算，產(chǎn)生逆變器并網(wǎng)運行所需要的驅動信號，控制逆變器的開關動作，使逆變器實現(xiàn)單位功率因數(shù)并網(wǎng)運行。

2．2 雙Buck型調制模式的工作原理
雙Buck型調制模式不僅具有半橋型逆變器無需設置死區(qū)時間的優(yōu)點，而且解決了傳統(tǒng)半橋逆變器(CHBI)因加入死區(qū)而引起的輸出波形畸
變問題，上述內容中提到的雙極性的缺點在該方案中也不存在，而且每半個周期內只有一個開關管在高頻斬波，在一定程度上減小了開關損耗，提高了逆變器效率。
雙Buck型調制模式即每半個周期的工作情況都類似于一個Buck電路，工作原理簡單描述為：
(1)電感電流為正方向時，VS1開通，VS2，VS3關斷，VS4斬波。當VS4開通時，VS1，L1，L2，RL，VS4構成閉合回路；當VS4關斷時，VS1，L1，L2，RL，VD3構成閉合回路，電路通過VD3續(xù)流。
(2)電感電流為負方向時，VS3開通，VS1，VS4關斷，VS2斬波。當VS2開通時，VS3，RL，L1，L2，VS2構成閉合回路。當VS2關斷時，VS1，L1，L2，RL，VD1構成閉合回路，電路通過VD，續(xù)流。