基于PWM技術(shù)蓄電池充放電與檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

充電時(shí)，S1閉合，邏輯控制電路輸出的UL1為高電平，UL2為低電平，與門D1輸出驅(qū)動(dòng)脈沖，D2無(wú)驅(qū)動(dòng)脈沖。由圖5可知，改變PWM整流器載波信號(hào)uc的大小，PWM電路的占空比將會(huì)隨之變化，從而達(dá)到改變功率的目的。當(dāng)uc增加，占空比a1增加，Uo增加，由式(1)可知，充電電流Io增加，充電功率增加。
放電時(shí)，S2閉合，邏輯控制電路輸出UL1為低電平，UL2為高電平，與門D2輸出驅(qū)動(dòng)脈沖，當(dāng)uc增加，占空比a2增加，Uo增加，由式(4)可知，放電電流Io增加，放電功率增大，從而實(shí)現(xiàn)由占空比控制放電功率的目的。
在充電切換到放電過(guò)程中，當(dāng)S1斷開(kāi)，S2閉合時(shí)，為防止T1，T4均導(dǎo)通，使電源E經(jīng)T2，T4而直通短路，在D1與D2的輸出脈沖之間必須設(shè)置一定的死區(qū)時(shí)間，封鎖D1且延時(shí)一定時(shí)間后，再開(kāi)放D2的輸出脈沖。

3 PWM整流器的設(shè)計(jì)與分析
3．1 PWM整流與逆變的數(shù)學(xué)模型
蓄電池充放電裝置DC／AC部分采用三相PWM整流器，如圖2所示。三相PWM整流器的作用是將DC／DC變換器輸出的穩(wěn)定直流電壓逆變?yōu)槿嘟涣麟妷?，通過(guò)調(diào)節(jié)PWM整流器三相輸出電壓的大小以及控制與電網(wǎng)電壓之間的相位差，PWM整流器不但可以將DC／DC變換器送過(guò)來(lái)的能量饋入三相交流電網(wǎng)，而且還可以有效調(diào)控蓄電池充放電裝置交流側(cè)的功率因數(shù)。
本文采用SPWM調(diào)制方式。圖2中，三相調(diào)制信號(hào)uru、urv和urw為相位依次相差120°的正弦波。a，b，c相自關(guān)斷開(kāi)關(guān)器件的控制方法相同，現(xiàn)以a相為例：在uru>uc的各區(qū)間，給上橋臂電力晶體管V1以導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而給下橋臂V4以關(guān)斷信號(hào)。在uruuc的各區(qū)間，給V1以關(guān)斷信號(hào)，V4以導(dǎo)通信號(hào)。圖5是三相橋式PWM逆變電路輸出三相對(duì)于負(fù)載中性點(diǎn)N的相電壓波形。

設(shè)開(kāi)關(guān)器件為理想開(kāi)關(guān)，沒(méi)有過(guò)渡過(guò)程，其通斷狀態(tài)由開(kāi)關(guān)函數(shù)描述。開(kāi)關(guān)函數(shù)表達(dá)式定義為：

電路的本質(zhì)在于優(yōu)化開(kāi)關(guān)函數(shù)Sa，Sb，Sc，使三相橋交流輸入端的交流輸入端電壓ua，ub，uc等效為三相交流電壓源，實(shí)現(xiàn)整流與逆變的運(yùn)行。