基于滑?？刂频恼也孀兤骺刂品桨附榻B

根據變結構系統理論，變換器方程可改寫(xiě)為：=A′x＋B′γ＋D(11)

x=y－y＊（12）式中x為狀態(tài)變量誤差，x=，y＊=。代入式(12)得：

iL=x1＋iLref（13）

vc=x2＋vref（14）

將式(2)代入式(13)并考慮i0=vc/R，得：iL=x1＋＋icref（15）式中icref=C（16）

將式(14)，(15)與(16)代入式(9)得：=＋＋γ（17）

對照式(11)可得：A′=B′=(18)D=

改寫(xiě)式(3)為

s(x)=c1x1＋c2x2=cTx（19）式中cT=，x=。

滑模存在的條件是要求所有在滑模面附近的狀態(tài)軌跡都指向滑模面。通過(guò)滑模控制器產(chǎn)生的信號控制開(kāi)關(guān)管的動(dòng)作來(lái)保證系統的狀態(tài)穩定在滑模面附近。因此滑模控制器需滿(mǎn)足式(20)：（20）

使開(kāi)關(guān)管變量γ有如式(21)所示關(guān)系時(shí)，滿(mǎn)足式(20)。γ=（21）

因此式(20)所表示的條件也可改寫(xiě)為：（22）

在實(shí)際應用中，可以認為狀態(tài)變量誤差x遠遠小于參考量y＊，因此式(22)可變?yōu)椋海?3）

將B′與D代入得：（24）

式(16)代入式(24)得：（25）

當系統穩定時(shí)，式(7)等于零，可得電壓誤差的動(dòng)態(tài)特性為：=－（26）在一個(gè)穩定的滑?？刂浦?，必須滿(mǎn)足>0。結合式(25)，可得：

c1>0,c2>0（27）

設計一個(gè)有效的滑?？刂破?，就必須同時(shí)滿(mǎn)足式(25)與式(27)兩個(gè)條件。

理論上閉環(huán)滑?？刂频淖儞Q器具有無(wú)限高的開(kāi)關(guān)頻率，但在具體實(shí)現時(shí)是不可能的，因為過(guò)高的開(kāi)關(guān)頻率會(huì )產(chǎn)生高頻顫動(dòng)，這種高頻顫動(dòng)會(huì )在系統中形成干擾，使系統不穩，同時(shí)高頻顫動(dòng)也增加了開(kāi)關(guān)損耗。為了回避這種高頻顫動(dòng)，需要采取相應的開(kāi)關(guān)頻率降低方法，本文采用了延遲方法，即式(21)修改為：γ=（28）

式中σ為控制延遲量，當－σs(x)＋σ時(shí)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)保持不變。實(shí)際電路中通過(guò)一滯環(huán)比較器來(lái)實(shí)現。4仿真與實(shí)驗

本變換器的滑?？刂破魅鐖D4所示。該控制器的c1=0.3226,c2=0.2036；電流反饋系數k=0.08V/A；選取L=200μH，C=220μF。

圖5～圖7所示為負載R=100Ω時(shí)的電路仿真結果。Vin=200V，正弦參考電壓vref=2＋sin314t。從

一種基于滑?？刂频恼也?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/逆變器">逆變器

圖8負載突變時(shí)輸出電流波形和輸出電壓波形（仿真）

(b)輸出電壓

圖9輸出電壓波形（實(shí)驗）

(a)輸出電流

圖中波形可知，電壓v1=62＋31sin314t，電壓v2=62－31sin314t，變換器的輸出電壓v0=v1－v2=62sin314t。圖8為負載R從空載到R=10Ω時(shí)的輸出電壓。從圖中可知，當負載突變時(shí)輸出電壓變化很小。

圖9所示為負載R=100Ω，Vin=50V時(shí)的實(shí)驗結果。

5結論

本文提出了一種新的正弦波逆變器的電路拓撲，闡述了其工作原理，并基于滑?？刂圃碓O計了電路的控制方案。從仿真和實(shí)驗結果可知此電路能較好地實(shí)現DC/AC變換，系統具有良好的動(dòng)態(tài)和穩態(tài)響應。與傳統的全橋SPWM電路相比，能獲得更為理想的正弦輸出電壓。并且由于電感L和電容C是Buck電路的濾波元件，因此可以使用高頻電感以及大的電解電容作為濾波元件，從而可以減小電感值以及電感體積。此外，該電路也能較好地跟蹤非正弦給定信號，因而也可用于信號的功放。本方案的缺點(diǎn)是需采用兩組控制器，控制電路相對較為復雜。