一種靈活的可編程三相開關(guān)功率放大器

(a) 輸 出 電 流 大 于 零

(b) 輸 出 電 流 在 過 零 附 近

圖3 電 路 的 工 作 波 形

根據(jù)對(duì)輸出電壓的頻譜分析可知，其諧波主要分布在開關(guān)頻率邊頻帶和開關(guān)頻率諧波邊頻帶上，而開關(guān)頻率通常都很高，因此很容易被濾波器濾除而只剩下調(diào)制波。如果調(diào)制波是正弦波，其濾波后的輸出電壓可以表示為：

Vo=mEdcsinωt （2）

式中：Edc為直流母線電壓；

m為正弦調(diào)制波和三角載波的比值。

如果調(diào)制波不是正弦波，則輸出電壓可以表示為：

Vo=Vref(t) （3）

式中：Vc為三角載波的幅值；

Vref(t)為要放大的參考信號(hào)。

由此可以看出當(dāng)給定信號(hào)所包含的頻率比較低

（遠(yuǎn)低于開關(guān)頻率）時(shí)，逆變電路對(duì)給定調(diào)制波是起放大作用的。如果在電路中需要進(jìn)行直流偏置，只需要在調(diào)制波Vref中增加直流分量即可。

3 三相電壓源的實(shí)現(xiàn)

在三相四橋臂開關(guān)放大器拓?fù)涞幕A(chǔ)上實(shí)現(xiàn)三相電壓源，圖4是三相電壓源的結(jié)構(gòu)框圖。它主要包括主電路、輔助電源、單片機(jī)波形發(fā)生、保護(hù)電路等。電網(wǎng)電壓經(jīng)過整流、濾波后再經(jīng)半橋DC/DC變換器后，產(chǎn)生高質(zhì)量的直流母線電壓。輸出直流電壓的大小是受控于單片機(jī)的，由單片機(jī)根據(jù)逆變輸出的大小而提供相應(yīng)的直流母線參考電壓。根據(jù)式（1）可知，降低直流母線電壓就可以保證在小電壓輸出時(shí)有著較低的開關(guān)紋波。逆變級(jí)控制上采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)PI調(diào)節(jié)的SPWM控制方案。三相輸出的參考信號(hào)通過文獻(xiàn)[4]的方法由單片機(jī)給出高精密的三相參考基準(zhǔn)信號(hào)，三相采用獨(dú)立的控制電路，因而實(shí)現(xiàn)了三相電壓源的頻率、幅值、相位的獨(dú)立調(diào)整。第四橋臂上下橋臂之間的占空比要嚴(yán)格一致，這樣保證中線的輸出電壓是50％嚴(yán)格對(duì)稱的。

圖4 三相電壓源的結(jié)構(gòu)框圖