摘要：介绍单相全桥逆变器的工作原理，阐述产生spwm波和实现pi控制的算法，给出以dsp(数字信号处理器)实现控制的软件流程。实验表明利用软件完成逆变器控制是可行的。

    关键词：正弦逆变器；控制；spwm；pi；dsp

    目前，正弦逆变器的控制通常采用模拟电路或数字电路实现。由于硬件的固有缺点和不能实施先进的控制策略，致使逆变器的性能不能极大的提高。随着高速微处理器的问世，特别是具有高速运算、处理和控制能力的dsp的出现，使得对正弦逆变器采用新的控制方法成为可能。文中将重点介绍采用dsp实现正弦逆变器控制的方法。

    1 全桥正弦逆变器

    图1示出单相全桥逆变器的原理电路及波形。其中h桥和滤波电路完成直流到交流的变换,滤去谐波，获得交流电；控制电路完成对h桥中开关管的控制，并使输出交流电的电压、频率和波形稳定。

    spwm的生成原理及波形如图2所示。由于采用正弦波调制波(ussintωst)与三角波载波(幅值为uc的正三角波，频率为ωc)相交来获得spwm波，因此，基波频率为调制波的频率，基波幅值与调制比m(m=us/uc)成正比关系，谐波含量少。正弦逆变器常采用spwm控制，利用调制波控制输出波形频率，调整m来控制输出电压幅值。

    工作时，h桥中vl、v4在前半周期内以图2中的spwm信号闭合，v2、v3断开；在后半周期内v1、v4断开，v2、v3以spwm信号闭合。故在整个周期内h桥输出波形如图1(b)所示。这样，对该波形进行滤波，即可获得频率为ωs。，幅值正比m与调制比m的正弦交流电。

    2 h桥控制方案和信号的数字化

    2．1 控制方案

    对逆变器的控制主要包括对spwm的控制(即h桥开关管开关方式)和对spwm脉宽的控制(即调整m，使输出电压稳定的反馈控制，一般采用平均电压控制技术，即pi控制)二部分。

    spwm的控制方式可分为单极性和双极性二种。在传统的单极性或双极性控制方式中，开关管均工作在高频条件下，这样虽然可以得到较理想的正弦输出电压波形，但也产生了较大的开关损耗，且频率越高，损耗越大。

    图3所示的混合型单极性控制方式(hspwm uvi～uv4)波形分别对应图1(a)中v1～v4．开关管的驱动信号)可较好地解决这一矛盾，既能得到理想的正弦波形，又能适当地减小开关损耗。在这种工作方式下．工作在较高开关频率的2只功率管互补导通，得到理想的正弦波形，另外2只功率管工作在输出基波频率条件下，从而减小了开关损耗。

    2．2 spwm波生成数字化

    图4示出采用三角波作为载波的规则采样获得的spwm波，在三角波零峰td时刻对正弦调制波采样得到d点，过d点作水平直线与三角波分别交于a点和b点，在a点的时刻ta和b点的时刻b间输出高电平，其他时刻输出低电平。根据三角关系，可以得出

    其中σ为脉冲宽度。

    逆变器控制信号中，调制波和载波频率一定，td时刻为n倍三角波周期(n=1，2，…，n。n=ts／tc，n为载波比，e为正弦波周期)，如果一个周期内有ⅳ个矩形波．则第n个矩形波的占空比d为：

    2．3 pi调节器数字化

    图5为模拟pi调节示意图，可以计算出

    离散化后整理可得：

    3 基于dsp的控制软件

    实现逆变器控制主要依靠dsp的事件管理模块和a／d转换模块。事件管理模块由通用定时器f提供时间基准)、非对称／对称波形发生器、可编程的死区发生单元、输出逻辑控制单元等组成，以实现spwm波。a／d转换模块采样输人的平均电压并转换为数字信号。

    3．1 h