1 概述

逆变电路依据直流侧储能元件方法的不一样，可划分为电压型逆变电路和电流型逆变电路。电流型逆变器给并联负载供电，故又称并联谐振逆变器。电压型逆变器给串联负载供电，故又称串联谐振逆变器。

串联谐振逆变器在感应加热范畴使用十分广泛，图1是它的根本原理图。它包含直流电压源，开关S1～S4和RLC串联谐振负载。    电路在作业过程中不可避免地遭到各式各样的外部搅扰，加上其自身元器材的散布参数，使得电流反应信号并不是抱负的波形。因为后级电路的锁相环用的是边缘触发，若是前面的方波信号欠好，会致使后级频率盯梢电路盯梢失利，然后致使了电路无法正常作业。所以，在电路中有必要参加一个具有特定功用的电路，将有搅扰的波形从头整形，然后输入后一级电路。单稳态触发器就完成这种功用，它在外部脉冲的作用下，输出具有特定宽度和幅值的矩形脉冲，经过必定时辰，又主动回复到初始状况。

因为描绘的是电压型负载高频逆变器，而到达高频，则要减小开关损耗。减小开关损耗的办法之一即是选用零电流开关。关于串联RLC电路，只要在LC串联谐振时，使得流过电阻R的电流iR和加在RLC两头的电压URLC同步，才干到达零电流开关需求。为此在全桥电路操控方法中，咱们选择双极性操控方法。即开关管Sl和S3，S2和S4一起注册和关断，其注册时辰不超越半个开关周期，即它们的注册角小于180°。

2 逆变操控电路的描绘

操控电路原理框图如图2所示。从图2能够看出，逆变电路能够作业在他激和自激两种状况。当逆变电路作业在他激状况时，操控信号从他激信号发作器宣布，电路作业频率固定，由他激信号发作器操控。当逆变电路作业在自激状况时，电路的输出电流信号经过电流互感器采样，经过波形改换把正弦波成为方波，然后方波信号经单稳态电路避免搅扰，接着送到频率盯梢电路，使得开关管的作业频率能够盯梢电流反应信号。作业在自激状况时，逆变电路的作业频率由负载自身的固有频率决议。本电路中逆变电路的作业频率由放电负载和变压器漏感组成的串联谐振电路的天然频率决议。

2.1 限幅、整形和单稳态电路

如图3所示，从电流互感器CT取出的反应信号，经过电阻R6引进操控电路。引进操控电路的信号跟负载电流的巨细，电流互感器的变比以及取样电阻R6的巨细有关。在实践使用中，这个引进操控电路的信号可能会超越CMOS的最大作业电压而致使器材的损坏，因而有必要在这个信号后边加一个限幅电路。二极管D1及D2就起到这个作用。电流反应信号近似正弦波，经过D1及D2和对比器今后，就成为了有正负的方波信号，经过D4把负的有些去掉，整构成占空比为50％的方波信号。
图4

2.2 频率盯梢电路    在主电路开机时，可控整流电路输出电压调得对比低，这时分电流反应信号对比小，跟着直流母线电压渐渐升高，电流反应信号逐渐增大。在这个信号经过半波整流今后得到的直流电平（C2上的电压）没有超越R6两头电压曾经，电路仍是作业在他激状况。当电流反应信号到达必定的值使得C2上的电压超越了R6两头电压今后，对比器U1B输出为低电平，把4066关断，RP1分压为0，没有办法经过二极管影响压控振荡器，这样压控振荡器的电压就由低通滤波器供应，逆变器作业在自激状况。因为电容C3的存在，使得电路在他激转自激的过程中，能够平稳地过渡，不至于呈现压控振荡器输入为0的状况。    频率盯梢电路的输入、输出波形如图8所示。

由电路的负载特性剖析可知，电路的负载不是固定的负载。当电压升高，功率增大今后，负载固有的天然谐振频率会发作改动。这个时分若是逆变电路作业在开环状况下，因为电路的作业频率偏离了负载的天然谐振点，这就使得电路的输出功率不能跟着直流母线电压的升高而同步升高，输出功率达不到需求。因而，有必要使得逆变电路作业在闭环状况，完成频率的主动盯梢。

频率盯梢电路如图4所示。电路发动的时分，先开操控电路，此刻电流反应信号没有树立，逆变电路不能作业在自激状况。在图4中，操控电路开机后，电流反应信号为0，对比器U1B输出为高电平，电子开关4066导通，Vcc经过R8与RP1分压今后供应4046的压控振荡器输入端，这个电压用来操控压控振荡器的频率，调理RP1，就能够得到他激电路所需求的频率。通常都把他激信号发作器的输出频率调得跟负载的天然谐振频率相差不大，这样有利于电流反应疾速树立，让逆变电路赶快进入自激作业状况。

当逆变器作业在自激状况，其作业频率跟着负载天然谐振频率的改动而改动。此刻早年面的单稳态电路引进电流反应信号，让锁相环输出的方波频率盯梢输出电流的频率。在这种状况下，锁相环的操控框图如图5所示。相位对比器PC2输出为两个信号的相位差，经过低通滤波器（LPF）今后，得到了反映两个输入信号上升时辰差的直流电压，然后送入压控振荡器（VCO），将VCO的输出信号分频今后（信号的1/2分频是为了使得信号的占空比能严厉到达50％），推迟td时辰送到PC2中，与电流反应信号进行相位对比。PC2进入锁相作业今后，电流反应信号和推迟电压驱动信号的上升沿就被锁相至同步。

2.3 推迟抵偿电路

在自激信号发作器的描绘过程中，没有思考电路信号传输中的延时。实践上操控电路、驱动电路以及芯片都有延时，因而，电路的延时不能疏忽。延时致使负载的输出电压滞后于输出电流δ视点，负载作业于容性状况，如图6所示。因为存在延时，作业在容性状况时的开关管软开关条件就被破坏了，致使注册损耗大大添加。图7是操控信号的抵偿电路。

当输入到R，L，C上的电压与电阻R上的电流波形有相位差时，经过调理Rp，使iR与输入电压同步。

　　3 试验成果和波形剖析

3.1 频率盯梢电路的输入输出波形

3.2 延时抵偿电路的波形

延时抵偿电路的波形如图9所示。图中3个波形自上而下分别是图7延时抵偿电路中结点2，3，4的波形。其间的t为放电时辰，经过改动变阻器Rp能够调理放电时辰t的快慢。

3.3 开关管S4两头与负载R两头的电压波形

图10波形中，上面的波形是S4两头的电压，下面的是电阻两头的电压，S4与电阻两头的电压同相，此刻电感电容串联谐振。可是，仔细观察两个波形能够发现，两个波形之间在过零点有些毛刺。其缘由能够从图11得到阐明。

图11中下面两个波形是S1及S2的驱动波形，能够发现他们之间存在死区。理论上，若是S1，S3与S2，S4的驱动波形为互补的话，则电阻R的电压与输入RLC两头的电压在LC发作串联谐振时应该是没有相位差的。因为驱动波形并非抱负，所以形成电阻R的电压与输入RLC两头的电压并非彻底没有相位差。

从图12中能够看出4046芯片盯梢，可是因为芯片和电路存在延时等缘由，uRLC与4046的脚14波形之间存在相位差，并且很明显是滞后的。

4 结语

跟着各行各业技能的开展和对操作功能需求的进步,逆变操控技能扮演的人物现已越来越重要了。本试验中，经过频率盯梢，延时抵偿等办法，得到了对比抱负的逆变操控信号。在感应加热实践运转中的作用也是对比好的。

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