2 單相全橋逆變器原理及建模

前言

本專題主要針對(duì)戶外儲(chǔ)能（移動(dòng)）電源展開，第一節(jié)講述了推挽諧振變換器原理及建模，本節(jié)講述單相全橋逆變器的原理及建模。

1 單相全橋逆變器的原理

單相逆變器常見的調(diào)制方法有：?jiǎn)螛O性SPWM調(diào)制、雙極性SPWM調(diào)制和單極性等效雙極性SPWM調(diào)制，對(duì)應(yīng)的調(diào)制波形如圖1所示。

圖1 單相全橋逆變器調(diào)制方式

單相全橋逆變電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 全橋逆變電路結(jié)構(gòu)

逆變電路工作原理已熟知，這里不再贅述。

閉環(huán)控制原理可查閱：全橋逆變器調(diào)制方式與工作過(guò)程分析

2 基于PSIM的單相全橋逆變器建模

仿真模型如圖3所示。蓄電池低壓通過(guò)變壓器升為高壓時(shí)，低壓側(cè)電流I_L與高壓側(cè)電流I_H之比等于變壓器變比n。逆變器設(shè)計(jì)功率1kW，效率95%，那么輸入的功率約為1.052kW，假設(shè)前級(jí)推挽電路和后級(jí)H橋的效率均為97.5%。直流母線電壓為380V，推挽電路輸出效率需達(dá)到1026W，那么輸出電流平均值為2.7A，折算至原邊輸入電流為21.6A。輸入電流平均值高達(dá)21.6A，那么功率MOS管的選型就十分有講究，在滿足電壓和電流的條件下應(yīng)選擇內(nèi)阻較小的MOS管，假設(shè)MOS管Rds(on)=0.33Ω，那么損耗的功率為154W，這顯然是不符合實(shí)際的，所以應(yīng)該考慮幾十mΩ的電阻，這樣功率管的損耗就會(huì)大大降低，假設(shè)Rds(on)=0.03Ω，此時(shí)損耗為14W，這個(gè)值符合實(shí)際情況。前次的仿真由于不注意把MOS管的電阻設(shè)置為0.56Ω，MOS管上的損耗261W（這就是錯(cuò)誤的），導(dǎo)致輸出電壓與輸入電壓不等于變比，而且仿真的諧振波形嚴(yán)重畸變，效率也十分低。