一種基于滑模控制的新型Boost正弦波逆變器

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式中

，

滑模存在的條件是要求所有在滑模面附近的狀態(tài)軌跡都指向滑模面。通過滑模控制器產(chǎn)生的信號(hào)控制開關(guān)管的動(dòng)作來保證系統(tǒng)的狀態(tài)穩(wěn)定在滑模面附近，因此，滑模控制器需滿足式(18)

使開關(guān)管變量有如式(19)所示關(guān)系時(shí)，滿足式(18)。

因此(18)所表示的條件也可改寫為：

在實(shí)際應(yīng)用中，可以認(rèn)為狀態(tài)變量誤差x遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于參考量V*，因此式(20)和(21)可寫成

設(shè)計(jì)一個(gè)有效的滑模控制器，就必須同時(shí)滿足式(23)和(24)兩個(gè)條件。理論上，閉環(huán)滑模控制的變換器系統(tǒng)具有無限高的開關(guān)頻率，但在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)是不可能的，需要采取響應(yīng)的開關(guān)頻率降低方法，本文采用延遲方法，即修改變結(jié)構(gòu)控制方程(7)為

式中δ為控制延遲量,當(dāng)-δ

4系統(tǒng)仿真

根據(jù)圖1所示逆變器主電路及圖5的控制電路，用PSIM軟件對(duì)該電路進(jìn)行了仿真，電路參數(shù)選取如下： Vin=100V,　V0=240sin(2π*50Hz),　fs=20kHz, P0=500W,　RL=30Ω　L1、L2=1000μH,　C1、C2=20μF, K1=0.171,K2=0.020和δ=0.3。仿真波形如圖7、8所示：

從仿真波形可知，電容電壓的直流分量為120V，輸出電壓最大值為240V，有效值為171V，總諧波畸變小于0.3%。說明利用滑模控制較好地實(shí)現(xiàn)了交流輸出電壓高于直流輸入電壓并使輸出電壓為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。

5 結(jié)論

本文討論了一種新的boost正弦波逆變器的電路拓?fù)洌U述了其工作原理，并基于滑模控制原理設(shè)計(jì)了電路的控制方案。仿真結(jié)果很好地說明了此電路能較好地實(shí)現(xiàn)DC/AC，同時(shí)使輸出電壓高于輸入電壓，系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，它可以廣泛應(yīng)用到交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和不間斷電源(UPS)系統(tǒng)中。

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