根据上一篇内容提到,双Buck全桥逆变器以输出电流的极性作为控制方式的依据。正负电感可单独工作,也可以相互配合同时工作。
双Buck全桥逆变器工作模态如下
当正Buck电路工作时,
图1双Buck全桥逆变器工作模态1
根据图1可以看出,正Buck电路工作时,电感电流与输出电流同向,且可以增加输出电流。
图2双Buck全桥逆变器工作模态2
当输出电流为正,所有开关管全部关闭时,二极管续流情况如图2,输出电压为0;此时输出电流为正,且逐渐下降。
图3双Buck全桥逆变器工作模态3
当负Buck电感工作时,电感电流与输出电流相反,输出电流降低。
图4双Buck全桥逆变器工作模态4
当输出电流为负,所有开关管全部关闭时,二极管续流情况如图4,输出电压为0;此时输出电流为正,且逐渐上升。
双Buck全桥逆变器的4个工作模态,可总结如下:
工作模态1,输出电压为正,记为+,可增大输出电流。
工作模态2,输出电压为0,使输出电流向0变化,输出电流为正,向0变化即电流降低。
工作模态3,输出电压为负,记为-,可降低输出电流。
工作模态4,输出电压为0,可输出电流向0变化,输出电流为负,向0变化即电流增加。
已知SPWM可分为单极性调制和双极性调制两类。
单极性调制
当输出电压为正时,每个开关周期内的输出电压为+和0即模态1和模态2. 当输出电压为负正时,每个开关周期内的输出电压为-和0,即模态3和模态4.
因为模态1和模态2只有正Buck电路工作,模态3和模态4只有负Buck电路工作。即正负Buck电路各自工作半个周期,所以又叫半周期控制。
双极性调制
每个开关周期内的输出电压为+和-,即模态1和模态3.正负Buck电路在整个周期内交替工作。所以又叫全周期控制。
图5 双Buck全桥逆变器两种控制方式对比
根据图5,可以看出,电流全周期工作方式的功率开关管在整个输出周期内工作,且任意时刻每个电感上都有电流,而电流半周期工作方式的功率开关管在半个输出周期内工作,任意时刻只有两个电感上有电流。电流半周期工作方式比电流全周期工作方式的开关损耗小。但是半周期控制也有其不足之处,Buck电路有CCM和DCM状态,Buck逆变器也存在连续和断续状态。当输出电压较低时,占空比较小导致电感电流断续会影响输出电压,导致输出电压产生过零畸变。由于电感电流断续导致的过零畸变可通过占空比补偿和混合调制来进行控制。大多情况下,双Buck全桥逆变器采用的是半周期控制。