单相全桥PWM逆变电源的优化设计及实验验证

利用TI的LF2407ADSP微控制器、FUJI的2MB|100PC-140IGBT、IGBT专用驱动光耦HC-PL3120组成的驱动电路以及外围辅助电源，脉冲电路等构建单相全桥PWM逆变电源作为实验硬件平台，如图12所示。实验电路参数见表2所示。

图12 实验硬件平台

表2 实验电路参数

根据上述三种单相SVPWM逆变开关模式中的模式Ⅰ和模式Ⅱ，结合数字PID控制设计一个交流110V闭环稳压逆变程序进行验证。

图13通道1、2分别表示两种模式下逆变输出u_aN（t）与u_bN（t）的波形，通道M是利用示波器数字计算功能对通道1、2信号进行相减运算得出的u_aN（t）波形。显然，由图可见，相同单位时间内模式Ⅱ相关器件的开关次数小于模式Ⅰ。

图13 单相SVPWM输出波形(www.xing528.com)

a）模式Ⅰ b）模式Ⅱ

图14通道1显示了Ⅰ、Ⅱ两种模式下，变压器输入u_ab（t）的波形，通道M是利用示波器的频谱分析工具对u_ab（t）信号进行快速傅里叶变换得到的逆变电压u_ab（t）的频谱。由图可知，模式Ⅰ的u_ab（t）波形首次谐波发生在两倍PWM载频10kHz左右；而模式Ⅱ的u_ab（t）波形首次谐波发生在载频5kHz左右。因此在单相SVPWM技术中，传统开关模式的谐波含量小于优化开关模式。

图14 u_ab（t）波形及频率

a）模式Ⅰ b）模式Ⅱ

图15为两种模式下系统闭环输出110V逆变电压波形。由图可知，在单相SVPWM逆变控制算法调制下，逆变输出电压波形十分光滑，仅用一个10μF的输出滤波电容配合逆变变压器即可得到一个几乎不含谐波的标准正弦逆变电压波形。