电流跟踪与SPWM技术在逆变器中的应用

1.指定谐波消除法（SHEPWM）

不用载波与调制波相比较，而是事先进行谐波分析，计算出能够消除某些谐波的一组调制脉冲相位角，据此确定逆变器功率开关器件的通、断时刻，求得各分段矩形脉冲的宽度。如果在输出信号的半周期内开关器件开通和关断各k次，则共有k个自由度可以控制，除用一个自由度来控制基波幅值外，可以消除k-1个谐波。

2.跟踪PWM（SHBPWM）

不用载波对正弦波进行调制，而是把希望输出的电流或电压作给定信号，与实际电流或信号进行比较，由此来决定逆变电路功率开关器件的通、断，使实际输出跟踪给定信号。SHBPWM电流跟踪应用较多，称为电流滞环跟踪PWM。电流跟踪有许多类型，主要有电流滞环控制型和固定开关频率型。电流滞环控制是由一个电压型PWM逆变器加一个电流闭环构成的继电控制系统，它可以提供一个瞬时值电流可控的交流电源。图11-18为电流滞环控制。

正弦给定电流i_r与实际电流检测信号i_a相比较，其偏差i_e经过具有滞环特性的比较器，一路直接，一路倒相，产生互补信号，去控制逆变电路上、下两功率开关S₁、S₂。当i_r＞i_a，且偏差达到ΔI时，S₁导通，S₂关断，电流增加；反之，S₁关断，S₂导通，电流减小。如此上、下两管反复导通、关断，使实际电流以锯齿状不断跟踪给定电流变化，并将偏差限制在允许范围内。与此同时，逆变器输出的电压成PWM波，电流、电压波形如图11-18b所示。

图11-18a中的CT为电流检测元件，它必须有很宽的通频带，例如用高灵敏度的霍尔电流传感器。不难看出，滞环的宽度2ΔI对跟踪性能有很大影响，环过宽，开关频率和开关损耗可降低，但跟踪误差增大；环过窄，跟踪误差减小，但开关频率和开关损耗增加，这会受开关器件允许工作频率的限制，而且对给定的滞环宽度，开关频率也不是一个常数。另外，滞环电流控制不能使输出电流幅值达到很低，因为当给定电流太低，处于滞环之内时，将失去调制作用。(www.xing528.com)

SPWM控制主要着眼于使逆变器的输出电压尽量接近正弦波，以减少谐波，并未涉及输出电流波形，而电流滞环控制型则直接控制输出电流，使之在正弦波附近变化，这样比只要求正弦电压接近正弦波前进了一步。

SPWM控制是逆变器的关键技术之一，是不断深入研究的重要课题。现在一种智能的、主要由SPWM芯片组成的微小型逆变器已可以直接安装在光伏组件背面，即可将光伏组件发出的直流电直接变成标准的正弦波交流电而与电网相连，用于光伏建筑一体化，减少光伏组件互连组装损失。

图11-18 电流滞环控制