逆變電源數字控制技術的應用

1逆變電源數字控制技術的發展

1.1高性能逆變電源與數字控制技術　　

隨著網絡技術的發展，對逆變電源的網絡功能提出了更高的要求，高性能的逆變電源必須滿足：高輸入功率因數，低輸出阻抗；暫態響應快速，穩態精度高；穩定性高，效率高，可靠性高；電磁干擾低；網絡功能完善。要實現這些功能，離不開數字控制技術。1.2傳統逆變電源控制技術

1.2.1傳統逆變電源控制技術的缺點　　

傳統的逆變電源多為模擬控制或者模擬與數字相結合的控制系統。雖然模擬控制技術已經非常成熟，但其存在很多固有的缺點：控制電路的元器件比較多，電路復雜，所占的體積較大；靈活性不夠，硬件電路設計好了，控制策略就無法改變；調試不方便，由于所采用器件特性的差異，致使電源一致性差，且模擬器件的工作點的漂移，導致系統參數的漂移。模擬方式很難實現逆變電源的并聯，所以逆變電源數字化控制是發展的趨勢，是現代逆變電源研究的一個熱點。

1.2.2傳統逆變電源控制技術的改進　　

以前為了改善系統的控制性能，通過模擬、數字(A/D)轉換器，將微處理器與系統相連，在微處理器中實現數字控制算法，然后通過輸入、輸出口或脈寬調制口（pulse width modulation,　PWM）發出開關控制信號。微處理器還能將采集的功率變換裝置工作數據，顯示或傳送至計算機保存。一些控制中所用到的參考值可以存儲在微處理器的存儲器中，并對電路進行實時監控。

微處理器的使用在很大程度上提高了電路系統的性能，但由于微處理器運算速度的限制，在許多情況下，這種微處理器輔助的電路控制系統仍舊要用到運算放大器等模擬控制元件。近年來隨著大規模集成電路、現代可編程邏輯器件及數字信號處理器(digital signal processor,SP)技術的發展，使逆變電源的全數字控制成為現實。SP能夠實時地讀取逆變電源的輸出，并實時地計算出PWM輸出值，使得一些先進的控制策略應用于逆變電源控制成為可能，從而可對非線性負載動態變化時產生的諧波進行動態補償，將輸出諧波達到可以接受的水平。2逆變電源數字化控制技術的現狀2.1逆變電源控制技術數字化、智能化、網絡化　　隨著電機控制專用SP的出現及其控制理論的普遍發展，逆變電源控制技術朝著全數字化、智能化及網絡化的方向發展，逆變電源的數字控制技術發生了一次大飛躍。逆變電源數字化控制的優點在于各種控制策略硬件電路基本是一致的，要實現各種控制策略，無需變動硬件電路，只需修改軟件即可，大大縮短了開發周期，而且可以應用一些新型的復雜控制策略，各電源之間的一致性很好，這樣為逆變電源的進一步發展提供了基礎，而且易組成可靠性高的大規模逆變電源并聯運行系統。

2.2逆變電源數字化發展存在的難點　　

數字化是逆變電源發展的主要方向，但還是需要解決以下一些難題：　　

a)逆變電源輸出要跟蹤的是一個按正弦規律變化的給定信號，它不同于一般開關電源的常值控制。在閉環控制下，給定信號與反饋信號的時間差就體現為明顯的相位差，這種相位差與負載是相關的，這就給控制器的設計帶來了困難。