逆變電源數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及缺點(diǎn)和改良

1逆變電源數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展

1.1高性能逆變電源與數(shù)字控制技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)逆變電源的網(wǎng)絡(luò)功能提出了更高的要求，高性能的逆變電源必須滿足：高輸入功率因數(shù)，低輸出阻抗；暫態(tài)響應(yīng)快速，穩(wěn)態(tài)精度高；穩(wěn)定性高，效率高，可靠性高；電磁干擾低；網(wǎng)絡(luò)功能完善。要實(shí)現(xiàn)這些功能，離不開數(shù)字控制技術(shù)。
1.2傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)

1.2.1傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)的缺點(diǎn)

傳統(tǒng)的逆變電源多為模擬控制或者模擬與數(shù)字相結(jié)合的控制系統(tǒng)。雖然模擬控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但其存在很多固有的缺點(diǎn)：控制電路的元器件比較多，電路復(fù)雜，所占的體積較大；靈活性不夠，硬件電路設(shè)計(jì)好了，控制策略就無法改變；調(diào)試不方便，由于所采用器件特性的差異，致使電源一致性差，且模擬器件的工作點(diǎn)的漂移，導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)的漂移。模擬方式很難實(shí)現(xiàn)逆變電源的并聯(lián)，所以逆變電源數(shù)字化控制是發(fā)展的趨勢(shì)，是現(xiàn)代逆變電源研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

1.2.2傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)的改進(jìn)

以前為了改善系統(tǒng)的控制性能，通過模擬、數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，將微處理器與系統(tǒng)相連，在微處理器中實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制算法，然后通過輸入、輸出口或脈寬調(diào)制口（pulse width modulation,　PWM）發(fā)出開關(guān)控制信號(hào)。微處理器還能將采集的功率變換裝置工作數(shù)據(jù)，顯示或傳送至計(jì)算機(jī)保存。一些控制中所用到的參考值可以存儲(chǔ)在微處理器的存儲(chǔ)器中，并對(duì)電路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

微處理器的使用在很大程度上提高了電路系統(tǒng)的性能，但由于微處理器運(yùn)算速度的限制，在許多情況下，這種微處理器輔助的電路控制系統(tǒng)仍舊要用到運(yùn)算放大器等模擬控制元件。近年來隨著大規(guī)模集成電路、現(xiàn)代可編程邏輯器件及數(shù)字信號(hào)處理器(digital signal processor,SP)技術(shù)的發(fā)展，使逆變電源的全數(shù)字控制成為現(xiàn)實(shí)。SP能夠?qū)崟r(shí)地讀取逆變電源的輸出，并實(shí)時(shí)地計(jì)算出PWM輸出值，使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于逆變電源控制成為可能，從而可對(duì)非線性負(fù)載動(dòng)態(tài)變化時(shí)產(chǎn)生的諧波進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，將輸出諧波達(dá)到可以接受的水平。

2逆變電源數(shù)字化控制技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1逆變電源控制技術(shù)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化　　隨著電機(jī)控制專用SP的出現(xiàn)及其控制理論的普遍發(fā)展，逆變電源控制技術(shù)朝著全數(shù)字化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，逆變電源的數(shù)字控制技術(shù)發(fā)生了一次大飛躍。逆變電源數(shù)字化控制的優(yōu)點(diǎn)在于各種控制策略硬件電路基本是一致的，要實(shí)現(xiàn)各種控制策略，無需變動(dòng)硬件電路，只需修改軟件即可，大大縮短了開發(fā)周期，而且可以應(yīng)用一些新型的復(fù)雜控制策略，各電源之間的一致性很好，這樣為逆變電源的進(jìn)一步發(fā)展提供了基礎(chǔ)，而且易組成可靠性高的大規(guī)模逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。

2.2逆變電源數(shù)字化發(fā)展存在的難點(diǎn)

數(shù)字化是逆變電源發(fā)展的主要方向，但還是需要解決以下一些難題：

a)逆變電源輸出要跟蹤的是一個(gè)按正弦規(guī)律變化的給定信號(hào)，它不同于一般開關(guān)電源的常值控制。在閉環(huán)控制下，給定信號(hào)與反饋信號(hào)的時(shí)間差就體現(xiàn)為明顯的相位差，這種相位差與負(fù)載是相關(guān)的，這就給控制器的設(shè)計(jì)帶來了困難。