1引 言

在目前逆变电源的控制技术中，滞环控制技术和SPWM控制技术是变频电源中比较常用的两种控制方法。滞环控制技术开关频率不固定，滤波器较难设计，且控制复杂，难以实现;SPWM控制技术开关频率固定，滤波器设计简单，易于实现控制。当二者采用电压电流瞬时值双闭环反馈的控制策略时，均能够输出高质量的正弦波，且系统拥有良好的动态性能。

对于SPWM变频电源，采用电压电流瞬时值双闭环反馈的控制策略，工程中参数设计往往采用试凑法，工作繁琐，误差较大。本文详细介绍了SPWM变频电源主要的控制参数设计准则和方法，对于快捷、准确地选择合适的闭环参数，有很大的实践应用价值。

2系统简介

图1 双闭环控制的SPWM变频电源系统构成简化图

图1为系统构成简化图，该系统由主电路和控制电路两部分组成。逆变电源主电路采用以IGBT为开关器件的单相逆变电路, 采用全桥电路结构，经过LC低通滤波器，滤去高频成分，在滤波电容两端获得相应频率的光滑的正弦波。

虚线框包括的是控制电路，电压电流瞬时值双闭环反馈控制是由输出滤波电感电流和输出滤波电容电压反馈构成的。其外环为输出电压反馈，电压调节器一般采用PI形式。电压外环对输出电压的瞬时误差给出调节信号，该信号经PI调节后作为内环给定;电感电流反馈构成内环，电流环设计为电流跟随器。电流内环由电感电流瞬时值与电流给定比较产生误差信号，与三角形载波比较后产生SPWM信号，通过驱动电路来控制功率器件，保证输出电压的稳定，形成典型的双环控制。

在实际应用中采用电流内环之外还设置电压外环的目的除了降低输出电压的THD外，还在于对不同负载实现给定电流幅值的自动控制。

3SPWM变频电源的线性化模型

由于SPWM变频电源中存在着开关器件，因此是一个非线性系统，但因为一般情况下，SPWM变频电源的开关频率远高于调制频率，故可以利用传递函数和线性化技术，建立起SPWM变频电源的线性化模型[1]，如图2所示。图中，脉宽调制环节由脉宽信号产生环节和功率电路环节组成，一般可以等效为一个线性比例环节，用K表示，其输入为正弦控制电压，输出是等效的正弦调制电压。输出滤波环节由滤波电感Lf和电容Cf组成，为分析方便，取负载为阻性负载。电流环的反馈取自输出滤波电感的电流，为此滤波环节的传递函数可改写为两个环节的串联,以UAB(S)为输入, Ilf(S)为输出及以Ilf(S)为输入，Uo(S)为输出，求出相应的传递函数如图2中传递函数1和传递函数2。