根據上一篇內容提到,雙Buck全橋逆變器以輸出電流的極性作為控制方式的依據。正負電感可單獨工作,也可以相互配合同時工作。
雙Buck全橋逆變器工作模態如下
當正Buck電路工作時,
圖1雙Buck全橋逆變器工作模態1
根據圖1可以看出,正Buck電路工作時,電感電流與輸出電流同向,且可以增加輸出電流。
圖2雙Buck全橋逆變器工作模態2
當輸出電流為正,所有開關管全部關閉時,二極管續流情況如圖2,輸出電壓為0;此時輸出電流為正,且逐漸下降。
圖3雙Buck全橋逆變器工作模態3
當負Buck電感工作時,電感電流與輸出電流相反,輸出電流降低。
圖4雙Buck全橋逆變器工作模態4
當輸出電流為負,所有開關管全部關閉時,二極管續流情況如圖4,輸出電壓為0;此時輸出電流為正,且逐漸上升。
雙Buck全橋逆變器的4個工作模態,可總結如下:
工作模態1,輸出電壓為正,記為+,可增大輸出電流。
工作模態2,輸出電壓為0,使輸出電流向0變化,輸出電流為正,向0變化即電流降低。
工作模態3,輸出電壓為負,記為-,可降低輸出電流。
工作模態4,輸出電壓為0,可輸出電流向0變化,輸出電流為負,向0變化即電流增加。
已知SPWM可分為單極性調制和雙極性調制兩類。
單極性調制
當輸出電壓為正時,每個開關周期內的輸出電壓為+和0即模態1和模態2. 當輸出電壓為負正時,每個開關周期內的輸出電壓為-和0,即模態3和模態4.
因為模態1和模態2只有正Buck電路工作,模態3和模態4只有負Buck電路工作。即正負Buck電路各自工作半個周期,所以又叫半周期控制。
雙極性調制
每個開關周期內的輸出電壓為+和-,即模態1和模態3.正負Buck電路在整個周期內交替工作。所以又叫全周期控制。
圖5 雙Buck全橋逆變器兩種控制方式對比
根據圖5,可以看出,電流全周期工作方式的功率開關管在整個輸出周期內工作,且任意時刻每個電感上都有電流,而電流半周期工作方式的功率開關管在半個輸出周期內工作,任意時刻只有兩個電感上有電流。電流半周期工作方式比電流全周期工作方式的開關損耗小。但是半周期控制也有其不足之處,Buck電路有CCM和DCM狀態,Buck逆變器也存在連續和斷續狀態。當輸出電壓較低時,占空比較小導致電感電流斷續會影響輸出電壓,導致輸出電壓產生過零畸變。由于電感電流斷續導致的過零畸變可通過占空比補償和混合調制來進行控制。大多情況下,雙Buck全橋逆變器采用的是半周期控制。