逆变器控制电路主要包括控制脉冲产生电路、逆变器输出稳定调整电改保护电路、逆变器输出与市电同步的控制与切换等,使其按照人们预期的工作方式运行。I惯上人们将对逆变器主电路实施控制的电路称其为逆变控制电路。本节主要介绍控制逆变器脉冲产生电路与输出稳定调整电路,其他电路将在后续章节介绍。逆变器脉冲调制策略有多种,主要包括单脉冲PWM、多脉冲PWM、正弦脉冲PWM (SPWM--sinusoidal pulsewidth modulation)、空间电压矢量PWM (SVPWM-space vector pulse width modulation)、电流跟踪PWM、单周(one-cycle)控制以及特定消谐PWM (SHEPWMselective harmonic elimination pulse width modulation)等,而在UPS电源中,目应用***的仍然是正弦脉冲SPWM.
4.1.1单脉冲PWM
早期的小功率方波输出的后备式 UPS中,主要用单脉冲PWM实现对逆变器的控制。所谓单脉冲PWM法,就是用一个矩形波脉冲去等效交流电的半周,再用同样的矩形波脉冲等效交流电的另一个半周,通过调整矩形波的脉宽来稳定输出电压,通过调整矩形波的中心距离来调整和稳定输出频率。
其示意图分别如图4-1和图4-2所示。
根据上式很容易求得:6=60',uss不含三次谐波及其倍次谐波;6=36",ues不含五次谐波及其倍次谐波;
负电压脉冲的宽度,就可有目的地消除三次及其倍次谐波,当然也可以有目的地消除其他为由此可以看出,只要适当调整正负电压脉冲的间隔中,即可在频率固定的情况下调整谐波。由此也说明了单脉冲PWM波具有一定的谐波抑制能力。
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普通二极管
普通二极管(general purpose diode)又称整流二极管(rectifier diode),多用于开关频20 对二极
(1)不不在路量好坏,女红表棒接内电池的i 较小,一阻值很大则说明二电阻时,向偏置电阻值均很
(2) a. 断同,只是考,要根下,对其b.通导通后的毛造电流
第2章常用电力电子器件正x
率不高(lkHz以下)的整流电路中。其反向恢复时间较长,一般在5us 以上,这在开关频率不高时并不重要,在参数表中甚至不列出这一参数。但其正向电流定额和反向电压定额却可以达到很高,分别可达数千安和数千伏以上。
(2)快恢复二极管
恢复过程很短,特别是反向恢复过程很短(一般在5us 以下)的二极管被称为快恢复二极管(FRD--fast recovery diode),简称快速二极管。工艺上多采用了掺金措施,结构上有的采用PN结型结构,也有的采用对此加以改进的PiN结构。特别是采用外延型PiN结构的所谓的快恢复外延二极管(FRED-fast recovery epitaxial diodes),其反向恢复时间更短(可低于50ns),正向压降也很低(0.9v左右),但其反向耐压多在1200v以下。不管是什么结构,快恢复二极管从性能上可分为快恢复和超快恢复两个等级。前者反向恢复时间为数百纳秒或***,后者则在100ns以下,甚至达到20~30ns。
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在道现代 UPS是按照一定的拓扑结构,利用电力电子器件构成相应的功率变换电路,对电件开通和关断的特定规律抽象出来即为UPS的控制技术。器件、拓扑和控制是现代电力电个过程中,电力电子器件按照特定的规律开通和关断,从而实现对电能的变换或处理。而器UPS的关键。第2章和第3章分别介绍了UPS 中应用的电力电子器件和电能变换拓扑,太子技术的三大核心,USP是典型的电力电子技术的应用,除了器件和拓扑,控制技术也是采集等都属于控制技术,但本章将焦点集中在 UPS的核心控制技术,包括逆变脉宽调制#音将介绍UPS控制技术。广义上讲UPS 的控制技术包含很多,人机界面、远程通信、数据术、逆变器控制技术、电网同步(锁相)技术以及并联冗余技术等。
4.1逆变脉宽调制技术
逆变器是UPS电源设备的核心。我们知道,欲使逆变主电路完成直流变交流的功率有换过程,就必须对其功率逆变电路进行控制,而将控制电路对逆变主电路实施的控制方式叫控制策略(方法)。
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但 UPS 工作时,为了稳定输出电压,往往需要适时调整输出电压脉冲的宽度,这样刘破坏了消除某些高次谐波的条件。虽然消除高次谐波的条件不一定满足,但单脉冲PWMb对高次谐波的抑制能力还是存在的,只不过抑制效果没有达到而已。
4.1.2多脉冲PWM
名脉冲PWM法就是用多个等宽度矩形脉冲去等效交流的正半周,再用同样多个等矩形波脉冲去等效交流电的负半周,通过矩形波的调整去调整和稳定输出电压,而通讨调整矩形脉冲的中心距离来调整和稳定输出频率,用多脉冲PWM法比单脉冲PWM法辅出所含谐波更容易滤除,但每周期内开关器件通断次数过多会造成控制电路复杂和过多能量损耗。
4.1.3正弦脉冲PWM
正弦波脉宽调制的控制思想,是利用逆变器的开关元件,由控制线路按一定的规律控制开关元件的通断,从而在逆变器的输出端获得一组等幅、等距而不等宽的脉冲序列。其脉宽基本上按正弦分布,以此脉冲列来等效正弦电压波。如图4-5所示,将正弦波的正半周划分为N等份(图中为12等份),这样就可把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲所组成的形。这些脉冲的宽度相等,都等于n/N,但幅值不等,且脉冲顶部是曲线,各脉冲的幅值按正弦规律变化。如果将每一等份的正弦曲线与横轴所包围的面积用一个与此面积相等的等高矩形脉冲代替,就得到图示的脉冲序列。这样,由N个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形与正弦波的正半周等效,正弦波的负半周也可用相同的方法来等效
在理论上可以严格地计算出各分段矩形脉冲的宽度,作为控制逆变电路开关元件通断的依据,但计算过程十分烦琐。较为实用的方法是采用调制的方法,即把希望得到的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波,通过对载波的调制得到期望的PWM波形。