研究变压变频电源调制

变压变频电源调制技术研究 本文研究了三种SPWM调制方式的数字化控制策略，以期得到一种较理想的调制方式，使变压变频电源的开关管损耗、可靠性及输出电压质量大大提高。 1. 变频变压电源系统 变频变压电源系统是由Boost PFC环节、逆变部分、输出滤波电路和DSPTMS320F240数字信号处理器组成的。其中，逆变部分采用了全桥结构，L及C分别是逆变器的输出滤波电感和滤波电容，R1为负载阻抗。 2. 正弦脉宽调制技术 正弦脉宽调制技术是目前最常用的变压变频控制方法。SPWM正弦脉宽调制可分为双极性调制方式、单极性调制方式和单极性倍频调制方式。每种调制方式都有其特点和优缺。 2.1 3种调制方式特点 单极性调制方式的特点是在一个开关周期内两只功率管以较高的开关频率互补开关，保证可以得到理想的正弦输出电压。双极性调制方式的特点是4个功率管都工作在较高频率（载波频率），虽然能得到正弦输出电压波形，但其代价是产生了较大的开关损耗。单极性倍频调制方式的特点是输出SPWM波的脉动频率是单极性的两倍，4个功率管都工作在较高频率（载波频率），因此，开关管损耗与双极性相同。 2.2 3种调制方式下逆变器输出电压谐波分析 用MathCAD可推导出3种不同调制方式下逆变器输出电压各次谐波有效值与频率的关系式。单极性调制方式及双极性调制方式下逆变器输出电压谐波分量主要集巾在升关频率及其倍频附近，且单极性调制方式下逆变器输出电压谐波分量比双极性小。单极性倍频调制方式下输出电压的谐波分量主要在2倍升关频率及4倍开关频率左右。 2.3 3种调制方式下滤波器输出电压THD比较 首先假定开关频率为50kHz,直流侧输入电压E=400V,正弦波输出变压变频电源频率为40~1000Hz。取Lc滤波器的电感L=360μH,电容C=2.8μF.滤波器转折频率为5kHz,满载RL=60Ω。THD值的计算公式为：Ua1为滤波器输出电压基波分量的有效值；Uai为滤波器输出电压各次谐波分量的有效值。从图6可以看出，在无死区的情况下，单极性倍频调制方式下滤波器输出电压的THD值小于其它两种调制方式。 3. 控制信号DS的实现 控制电路采用TMS320F240数字信号处理器，主要任务是在定时中断内生成控制信号DS。控制信号DS的实现对变压变频电源的性能有着至关重要的影响。