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前级DC隔离电源与逆变电源电路 电源主电路如图i所示，分上下两部分，上部分为电压源部分，下部分为电流源部分， 每部分采用两级结构，交流输入整流滤波后，先经过DC/DC变换，再通过逆变器输出。其 中DC/DC采用半桥电路用来提供稳定的直流母线电压，并隔离输入级和输出级。逆变部分 采用了常规全桥逆变电路，适合于较大功率的应用场合。输出采用两级LC滤波器滤除高频 纹波。Lci、Lc2、Lc3是共模抑制器。电压源前后级的高频开关动作很容易引起两级间的互 相干扰，在母线电压比较高的时候尤其明显。因此在两级之间串接共模抑制器Lci，用来隔 离其相互间干扰。Lc2,Lc3接在输出端和负载之间的，作用和Lci类似，用于抑制高频共模 分量通过负载。所不同的是电压源前级DC/DC采用全桥整流，电流源采用全波整流。 图1前级DC隔离电源与逆变电源 3控制原理与结构 对于DC/DC级的控制，本文采用SG3525控制芯片，简单可靠，成本低。 后级逆变器采用了双极性SPWM控制，如图2所示。通过高频三角波和基准正弦 波的比较得到控制开关管的PWM波形。正弦基准信号的频率与输出正弦波相同，其幅度的 变化可以调制开关的占空比D。幅度调制比ma定义为[2] ma=Vsm/Vcm (1) 图2三角波与逆变器开关控制波形 式中：Vsm是正弦基准信号峰值； Vcm是三角波的峰值。 逆变输出正弦电压峰值Vom和直流母线电压Vd的关系为 Vom=maxVd，ma 1(2) 图3是具体控制原理。为消除输出谐波，电路采用了电压、电流双环控制，其中， Vf为反馈电压，If为反馈电流。电压调节环的输出作为电流环的比较基准，电流环输出误 差信号与三角波信号比较得到SPWM信号。由IR2110芯片构成驱动电路，由此输出相位互 补的两路SPWM信号分别驱动四个开关管。为防止上下桥臂直通，两路SPWM信号之间 必须设置死区。保护电路起到监控Vf、If的作用，如果幅值超出阈值，保护电路将关闭驱 动信号。 保护电路死|电.定驱动由一路1 驱动电路 保护电路 死|电.定 驱动由一路1 驱动电路n 图3逆变级控制电路 4多功能输出的实现 在此电源系统中，电压源和电流源的控制采用同一控制电路，通过继电器切换到不 同的工作模式。电压源工作时，继电器K1合，K2开（如图3所示），采用电压、电流双 环调节控制，基准信号为正弦信号，输出交流电压；基准为直流电平，输出直流电压。电流 源工作时，K1开，K2合，电压调节环变为跟随器，只通过电流环调节，基准为正弦信号， 输出交流电流；基准为直流电平，输出直流电流。电压源和电流源驱动信号切换是通过K3 来实现的，在电压源工作方式，关断电流源的前级；在电流源工作方式，关断电压源的前级， 这样可以防止干扰，提高电路的可靠程度。以上的K1、K2、K3是由数控电路给出的。 5占空比限制与输出交流电压的削顶 5. 1 PI调节器输出限幅的考虑 由于所采用的专用驱动芯片IR2110是通过自举供电方式来驱动桥臂上管的（如图4 所示）。所以，在上、下管驱动信号恒低或恒高时，给上管供电的自举电容C1能量得不到补 给。当电容上的能量放完后，上管关断，就会出现此桥臂无驱动信号，无输出的现象。尤其 IR2II0LIN%.是直流电压时，常有这一现象。 IR2II0 LIN %. 图4逆变级驱动电路 在逆变器控制中，PI调节器输出的幅度如果超过三角波的幅度，就会出现过调制的 现象，此时，PWM驱动脉宽会过窄或过宽，还会使上述自举电路工作不正常。因此，必须 对占空比的最大值与最小值加以限制。 具体方法是，可以在PI调节器的输出端作一定的限幅（见图3），使控制电路不出 现过调制的情况，限制PWM的最大、最小占空比，使IR2110的自举电容C1能及时充电。 采用限幅的另一个好处是消除了由于IR2110自举失败导致的电路损坏，提高了可靠性。