基于H橋級聯型逆變器PWM控制策略的研究

　　2）雙極性調制：H型逆變器的雙極性調制與單相橋的雙極性調制一樣，控制信號的產生方式是相同的，區別在于一個是單橋臂，一個是雙橋臂。為了解決這樣的問題，將如圖2的控制信號輸入給S1和S4，S2和S3與S1和S4的信號反向。這種控制方式只能出現兩種開關狀態的組合，即S1和S4同時導通，S2和S3同時關閉;S1和S4同時關閉，S2和S3同時導通。可以輸出與單相橋雙極性調制相類似的波形。雖然這種方式輸出波形的dv/dt較大，會產生高次諧波，對系統的沖擊增大，但是功率單元兩橋臂的功率是均衡的，同時其控制方法簡單，易于實現。由于高壓變頻器系統中，控制信號的輸出單元和功率單元之間有一段距離，它們之間是通過光纖連接到一起的，采用這種方法可以減少光纖的使用，降低產品的成本，同時也降低了現場布線的難度。

　　3）單極性調制：雖然單橋臂斬波的方式能夠實現與單相橋單極性調制相類似的輸出波形，但是其這種控制方式存在著固有的缺陷，在這里介紹另一種控制方式。如圖1所示，S1由圖5所示的控制信號控制，S3由如圖6所示的控制信號控制，S2與S4分別為S1和S2控制信號的反向信號。圖5和圖6所示的控制信號是基波相位差180度的對稱式SPWM信號。由于基波相位差180度，那么兩路控制信號相對應的載波周期的占空比為1，即為互補。輸出的波形會出現四種組合：S1導通，S3關閉，輸出+Udc;S1導通，S3導通，輸出0;S1關閉，S3關閉輸出0;S1關閉，S3導通，輸出-Udc。見圖中虛線左側部分，會出現前三種開關組合，虛線右側會出現后三種開關組合，即可以輸出如圖7所示占空比滿足正弦變化的PWM波。

圖5左橋臂控制信號

圖6右橋臂控制信號

圖7H橋單極性調制輸出波形

　　采用這種方式實現的PWM控制，實現了由單極性SPWM向雙極性SPWM的轉化，實現了左右橋壁的功率平衡，同時采用這種方式得到的逆變器輸出電壓諧波很低，輸出不需要采用濾波器，被稱為完美無諧波逆變器。在變頻器控制中，通常采用DSP控制，由于DSP只能輸出兩種電平，不能直接實現單極性SPWM，需要外加器件的輔助，采用此方法利用功率單元的組合邏輯關系（邏輯關系如表1），代替了外加器件的功能，節省了器件，降低了開發成本和開發難度，控制簡單，易于實現。

　　表1邏輯關系

5結束語

　　在大功率高壓變頻器技術中，PWM控制技術是其核心技術之一，一個良好的PWM控制策略是產品性能的保證，在本文中主要針對H橋級聯型大功率高壓變頻器的PWM控制方式進行了探討，給出了三種實現方式，并針對其實現的方法及性能進行了分析和比較。