1 引 言
近年来，逆变电源的应用已深入到国计民生的各个领域，同时对其性能要求也越来越高，成为电力电子研究的热门。
在传统的逆变电源采用模拟控制无法克服其固有缺点的情况下，人们越来越多地求助于数字化方案来减小控制电路的复杂程度、提高电源设计和制造的灵活性，同时采用更先进的控制方法来提高逆变电源系统的输出波形质量和可靠性。因此，由模拟控制向数字控制的转变是逆变电源发展的必然趋势。
随着工业用高速数字信号处理器(DSP)的发展和应用，逆变电源控制由模拟控制向数字化控制的转变成为了可能。由于具有超强的数据处理能力和很快的处理速度，配合高性能的AD变换器，DSP能够瞬时地读取逆变电源的输出，并
逆变电源技术是一种关键的电力转换技术，广泛应用于各种领域，包括家用电器、工业设备、电动汽车等。随着科技的进步，人们对逆变电源的性能要求不断提升，尤其是输出波形质量和可靠性。传统的模拟控制方法存在固有缺陷，如稳定性差、响应速度慢、抗干扰能力弱，因此，转向数字化控制成为逆变电源技术发展的必然趋势。
数字控制的优势在于能够显著简化控制电路，增强设计的灵活性，并借助高速数字信号处理器（DSP）实现更复杂的控制策略。DSP因其强大的数据处理能力和快速的运算速度，能够实时采集逆变电源输出的电压瞬时值，并据此计算出脉宽调制（PWM）信号，从而精确控制逆变器的输出。此外，配合高性能的模数转换器（AD），DSP可以有效地补偿负载动态变化产生的谐波，无需人工干预，确保逆变电源输出波形的质量。
在逆变电源的物理模型中，通常采用全桥或半桥结构，结合LC滤波器以优化输出。例如，单相全桥逆变器的主电路结构中，状态方程描述了电容电压Vc和电感电流iL之间的动态关系，进而推导出输出电压V0的传递函数。这为分析逆变器性能提供了理论基础。
在控制策略方面，本文提出了一种基于电压瞬时值反馈的数字控制方案，采用经典的PID控制算法。PID控制以其结构简单、参数整定容易和成熟的技术应用广泛。在双环控制中，外环负责电压有效值控制，通过数字滤波器得到输出电压有效值并与给定值比较，通过PI控制器调整标准正弦波的幅值，以保证输出电压稳态精度。内环则为输出电压瞬时值反馈控制环，采用比例控制或比例微分控制，确保输出电压跟踪正弦波形，保持输出的正弦性质，提升动态性能。
在具体实现中，数字PID算法将连续时间域的PID控制离散化，通过采样周期进行计算，以适应数字系统。比例项提供即时响应，积分项消除静差，微分项则有助于超前控制，三者结合可以实现快速、精确且稳定的控制效果。然而，对于逆变电源的特定情况，由于空载时的SPWM逆变器类似临界振荡环节，积分可能会导致相位滞后，因此在瞬时值反馈控制中通常仅采用比例控制或比例微分控制，以优化系统性能。
基于电压瞬时值反馈的数字化逆变电源研究旨在通过先进的控制技术，提高逆变电源的输出质量，减少模拟控制的局限性，实现更高效、更可靠的电源转换。随着DSP技术的不断发展，这类数字化控制方案将进一步推动逆变电源技术的进步。
