[发明专利]用于峰值电流模式逆变器的PWM控制电路及其控制方法

说明书

技术领域：

本发明属于电力电子系统领域，涉及一种峰值电流模式逆变器的PWM控制方法，尤其是一种用于峰值电流模式逆变器的PWM控制方法。 

背景技术：

按反馈环路的类型，逆变器的脉宽调制(PWM)方式包括电压和电流两种控制模式。电流控制模式又可以分为峰值电流模式，平均电流模式等。峰值电流模式不仅具有动态响应速度快，调节性能好的优点，而且还能够实现对输出电流的限流，从而避免功率器件出现过流损坏的现象。因此，峰值电流模式在实际中得到了广泛的应用。 

附图1所示为传统的峰值电流模式逆变器的PWM控制电路图。H桥逆变器的开关管S₁、S₂组成的桥臂称为方向臂，其控制信号由参考电流i_ref与过零比较器的比较值提供；开关管S₃、S₄组成的桥臂称为斩波臂，其控制信号由S优先的RS触发器提供，其中触发器的R端口为输出电流和参考电流的比较值，S端与一个频率固定的、占空比很小的时钟信号相连接，该时钟信号的频率及为开关频率。在该种控制方式下，方向臂的开关管以工频频率进行切换，斩波臂的开关管以开关频率进行切换，输出电流始终跟踪参考电流并不超过参考电流，从而实现了峰值模式逆变器的PWM控制。但是该控制方式存在一个突出的缺点，即输出电流正半周和负半周不对称，含有较大的直流分量，而且其总谐波失真(THD)值较大。输出电流中的直流分量会对电网设备产生不良的影响，如引发变压器或者互感器 的饱和、变电所接地网的腐蚀等，这也成为了制约其进一步发展和应用的一个瓶颈。 

发明内容：

本发明的目的在于提出一种用于峰值电流模式逆变器的PWM控制方法，以消除输出电流中的直流分量，降低总谐波失真(THD)值，从而提高输出电流波形质量，实现对电网设备的保护。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的： 

一种用于峰值电流模式逆变器的PWM控制电路，包括异或门、与门、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、RS触发器、第一比较器CMP1、第二比较器CMP2和非门。 

所述第一比较器CMP1与第二比较器CMP2的输出分别连接到异或门的两个输入端，异或门的输出经过一个非门与RS触发器的R输入端相连；所述第一比较器CMP1的输出连接到一个非门上，然后将该非门的输出与RS触发器的Q输出端分别连接到与门的两个输入端，该与门的输出作为第三开关管S₃的控制信号；所述第一比较器CMP1的输出与RS触发器的Q输出端分别连接到与门的两个输入端，然后将与门的输出作为第四开关管S₄的控制信号；所述第一比较器CMP1的输出作为第一开关管S₁的控制信号；所述第一比较器CMP1的输出端连接到一个非门上，该非门的输出作为第二开关管S₂的控制信号。 

所述异或门和非门用一个同或门代替。 

所述PWM控制电路的输入电压E＝48V，参考正弦电流i_ref的幅 值为2A，f频率为50Hz，时钟频率f_s＝20KHz，电感L＝1.5mHH，电容C＝10μF，负载电阻R＝10Ω，采样系数K_i＝1。 

所述PWM控制电路的控制方法，首先，根据峰值电流模式逆变器的工作原理，列出RS触发器、第一比较器CMP1、第二比较器CMP2的输入输出值与第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管需要的控制信号所对应的真值表；然后确定第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的控制信号与第一比较器CMP1、第二比较器CMP2和RS触发器输出值之间的逻辑关系；最后根据这种逻辑关系，加入相应的门电路，完成对开关管峰值电流模式的PWM控制。 

将第一比较器CMP1与第二比较器CMP2的输出分别连接到异或门的两个输入端，异或门的输出经过一个非门与RS触发器的R输入端相连；所述第一比较器CMP1的输出连接到一个非门上，然后将该非门的输出与RS触发器的Q输出端分别连接到与门的两个输入端，该与门的输出作为第三开关管S₃的控制信号；所述第一比较器CMP1的输出与RS触发器的Q输出端分别连接到与门的两个输入端，然后将与门的输出作为第四开关管S₄的控制信号。