ZHCADZ0 April 2024 LMG3522R030
离网逆变器的一种常见控制方法是具有 PI 补偿器的多环路控制。电压环路的输出是电流环路的基准值。该模型中采用了这种常见的控制方法,但电压基准和采样信号是输出电压的 RMS 值。此外,还使用了一个额外的陷波滤波器来使输出电压的 100Hz 纹波振幅衰减。传统电压环路直接使用采样交流电压来产生误差信号。在本应用手册中,使用 RMS 值可以在逆变器需要连接到电网时快速将电压基准切换为直流总线电压,还可以减少采样噪声引起的问题。图 2-2 显示了控制系统的方框图。
在过去几十年中,人们提出了几种调制方法。双极调制、单极调制和具有多个频率的单极调制广泛用于电流应用。不同的调制方法对电流总谐波失真 (THD) 和共模电压(即电桥中点和中性点之间的电压变化)有不同的影响。不过,本应用手册使用图腾柱调制(也称为“改进版”单极调制)来降低开关损耗,从而优化效率。图腾柱无桥 PFC 结构现在广泛应用于 PFC 电路和逆变器电路,例如 PMP23338。在单极或双极调制中,全部四个开关都在高频率下运行,Si FET 中的开关损耗远高于 GaN FET。因此,如果使用图腾柱调制来实现 Si FET 以低频率运行且 GaN FET 以高频率运行,则图腾柱调制可以充分利用 GaN 的特性,从而降低开关损耗。
对于低频电桥,开关点位于调制信号的零点处;对于高频电桥,开关点是与锯齿波的交点。表 2-2 显示了使用图腾柱调制的开关状态。
| 参数 | Q1 | Q2 | Q3 | Q4 | 模式 |
|---|---|---|---|---|---|
| 正半周期 | 开启 | 关闭 | 关闭 | 开启 | 1 |
| 关闭 | 开启 | 关闭 | 开启 | 2 | |
| 负半周期 | 关闭 | 开启 | 开启 | 关闭 | 3 |
| 开启 | 关闭 | 开启 | 关闭 | 4 |
图 2-4 显示了每种模式的基本运行情况。