一種多功能輸出開關電源

圖3是具體控制原理。為消除輸出諧波，電路采用了電壓、電流雙環控制，其中，Vf為反饋電壓，If為反饋電流。電壓調節環的輸出作為電流環的比較基準，電流環輸出誤差信號與三角波信號比較得到SPWM信號。由IR2110芯片構成驅動電路,由此輸出相位互補的兩路SPWM信號分別驅動四個開關管。為防止上下橋臂直通，兩路SPWM信號之間必須設置死區。保護電路起到監控Vf、If的作用，如果幅值超出閾值，保護電路將關閉驅動信號。

圖3 逆 變 級 控 制 電 路

4 多功能輸出的實現

在此電源系統中，電壓源和電流源的控制采用同一控制電路，通過繼電器切換到不同的工作模式。電壓源工作時，繼電器K1合，K2開（如圖3所示），采用電壓、電流雙環調節控制，基準信號為正弦信號，輸出交流電壓；基準為直流電平，輸出直流電壓。電流源工作時，K1開，K2合，電壓調節環變為跟隨器，只通過電流環調節，基準為正弦信號，輸出交流電流；基準為直流電平，輸出直流電流。電壓源和電流源驅動信號切換是通過K3來實現的，在電壓源工作方式，關斷電流源的前級；在電流源工作方式，關斷電壓源的前級，這樣可以防止干擾，提高電路的可靠程度。以上的K1、K2、K3是由數控電路給出的。

5 占空比限制與輸出交流電壓的削頂

5．1 PI調節器輸出限幅的考慮

由于所采用的專用驅動芯片IR2110是通過自舉供電方式來驅動橋臂上管的(如圖4所示)。所以，在上、下管驅動信號恒低或恒高時，給上管供電的自舉電容C1能量得不到補給。當電容上的能量放完后，上管關斷，就會出現此橋臂無驅動信號，無輸出的現象。尤其是直流電壓時，常有這一現象。

圖4 逆 變 級 驅 動 電 路

在逆變器控制中，PI調節器輸出的幅度如果超過三角波的幅度，就會出現過調制的現象，此時，PWM驅動脈寬會過窄或過寬，還會使上述自舉電路工作不正常。因此，必須對占空比的最大值與最小值加以限制。

具體方法是，可以在PI調節器的輸出端作一定的限幅（見圖3），使控制電路不出現過調制的情況，限制PWM的最大、最小占空比，使IR2110的自舉電容C1能及時充電。采用限幅的另一個好處是消除了由于IR2110自舉失敗導致的電路損壞，提高了可靠性。

5．2 輸出電壓不正常削頂的消除

逆變器控制電路的限幅會使輸出波形削頂。但在交流輸出未達到限幅值之前，可能首先出現明顯的單邊削頂（例如在正半波的峰值處）。主要原因是三角波不對稱，存在直流偏置，在與PI調節輸出比較時，出現一邊被限幅，造成輸出單邊削頂現象。提高母線電壓，使實際需求的占空比變化范圍縮小，可以消除輸出削頂現象。

但是，隨最大占空比的下降，調制比下降更快。這會降低母線電壓的利用率，導致逆變級的容量擴大。本文的電路用低偏壓、低噪聲精密運算放大器來產生三角波，同時采用糾偏方法消除直流偏置、確保三角波的對稱性，提高了母線電壓的利用率。

為確保電路正常工作，同時輸出波形不削頂，在此電路中設定最大占空比為0.85，相應的最大調制比為0.7。