[发明专利]一种单相逆变器的控制方法及控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种单相逆变器的控制方法及控制系统。

背景技术

逆变器，是一种电源转换器，是把直流电转化为交流电的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成，广泛适用于空调、家庭影院、电动工具、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。

逆变器按照相数来分，分为单相逆变器和多相逆变器。对于家用的逆变器，一般是单相220V交流输出的逆变器。单相逆变器的控制方法有重复控制、模糊控制、无差拍控制和串级控制等，其中串级控制是单相逆变器现在常用的控制方法。

单相逆变器的串级控制是由电压外环和电流内环来实现的，其中，电流内环根据反馈的电流类型可分为电感电流内环和电容电流内环。对于单相逆变器而言，负载电流的变化对其控制系统是扰动信号。负载突变时，负载电流扰动会对单相逆变器的输出电压造成影响，而采用现有技术的电感电流内环串级控制的调节速度难以快速补偿电流的扰动，使逆变器输出电压的性能如输出电压动态响应和THDV（Total Harmonic Distortion of Voltage，输出电压谐波失真）很难达到要求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种单相逆变器的控制方法及控制系统，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

一方面，本发明实施例提供了一种单相逆变器的控制方法，所述控制方法包括：

对所述单相逆变器的输出电压、所述单相逆变器所包括的电感器的电感电流进行实时采样，得到输出电压采样值和电感电流采样值；

将经归一化成无量纲的给定的参考电压与经归一化成无量纲的所述单相逆变器的等效的内阻压降前馈之和所得的无量纲的电压值作为电压环的参考值，将所述电压环的参考值与经归一化成无量纲的所述输出电压采样值作差得到的无量纲的电压差值输入到所述电压环，经所述电压环的控制得到无量纲的电压环输出电压值；

将所述电压环输出电压值与经归一化成无量纲的所述单相逆变器的负载电流前馈之和所得的无量纲的电流作为电流环的参考值，将所述电流环的参考值与经归一化成无量纲的所述电感电流采样值作差得到的无量纲的电流差值输入到电流环，经所述电流环的控制得到无量纲的电流环输出电流值；

将所述电流环输出电流值与经归一化成无量纲的所述单相逆变器的输出电压前馈之和输入到数字信号处理器，经所述数字信号处理器脉宽调制后产生待输入到所述单相逆变器的低压脉冲信号；

将所述低压脉冲信号经所述单相逆变器的开关管放大后得到高频直流方波高电压；将所述高频直流方波高电压经所述单相逆变器的电感器和电容器滤波后获得正弦输出电压。

进一步的，所述输出电压采样值的引入端为所述电压环的输入端，所述输出电压采样值的引出端为所述单相逆变器的输出端；

所述电感电流采样值的引入端为所述电流环的输入端，所述电感电流采样值的引出端为所述电感器的输出端。

进一步的，所述等效的内阻压降前馈的引入端与所述电压环的输入端相连；

所述负载电流前馈的引入端与所述电压环的输出端相连，所述负载电流前馈的引出端与负载的一端相连，所述负载的另一端与所述单相逆变器的输出端相连；

所述输出电压前馈的引入端与所述数字信号处理器的输入端相连，所述输出电压前馈的引出端与所述单相逆变器的输出端相连。

进一步的，所述电压环、所述电流环的连接方式分别为电压外环、电流内环；所述电流内环为电感电流内环。

进一步的，所述电压环的控制和所述电流环的控制都为比例控制。

相应的，本发明实施例还提供了一种单相逆变器的控制系统，所述控制系统包括：

采样模块，用于对所述单相逆变器的输出电压、所述单相逆变器所包括的电感器的电感电流进行实时采样，得到输出电压采样值和电感电流采样值；

电压环控制模块，用于将经归一化成无量纲的给定的参考电压与经归一化成无量纲的所述单相逆变器的等效的内阻压降前馈之和所得的无量纲的电压值作为电压环的参考值，将所述电压环的参考值与经归一化成无量纲的所述输出电压采样值作差得到的无量纲的电压差值输入到所述电压环，经所述电压环的控制得到无量纲的电压环输出电压值；