Delta變換技術(shù)之主逆變器的逆變/整流狀態(tài)整合

主逆變器同樣是可雙向傳輸功率的四象限高頻半橋式變換器，工作頻率在l5kHz左右，它并聯(lián)在UPS輸出端，從兩個(gè)橋臂的中點(diǎn)取出屯壓經(jīng)電感電容濾波后直接向負載輸出。主逆變器在逆變狀態(tài)時(shí)，向負載輸出功率，反之，在整流狀態(tài)時(shí)，從叨?S輸出端(實(shí)際上是從叨，S輸入端)吸收功率。下面，簡(jiǎn)單介紹一下主逆變器在兩種狀態(tài)下的工作過(guò)程。

1、逆變狀態(tài)

圖2-41所示為主逆變器逆變狀態(tài)的等效電路及工作過(guò)程。我們分析其工作過(guò)程時(shí)，先按輸出電壓正半周和負半周把它分解為兩個(gè)降壓型開(kāi)關(guān)電路(Buck)。在輸出電壓的正半周時(shí)，降壓開(kāi)關(guān)電路由開(kāi)關(guān)管VT1、續流二極管VD2和電感「組成。VTI開(kāi)通時(shí)電容C，上的正電壓(384V)通過(guò)電感「向負載輸出功率，電感「中的電流線(xiàn)性上升;當VT，由開(kāi)通轉為截止后，由于電感「的續流作用，感應電壓使W乃導通，續流電流由電容C2提供，其電流方向實(shí)際上是給電容C2充電。在輸出電壓的負半周時(shí)，降壓開(kāi)關(guān)電路由開(kāi)關(guān)管VT1、續流二極管WD，和電感「組成。VT2開(kāi)通時(shí)，電容C2上的負電壓(-384V)通過(guò)電感「形成輸出電壓的負半周，電感「中電流線(xiàn)性上升，VT2由開(kāi)通轉為截止后，由于電感的續流作用使二極管VD2通導，其電流方向實(shí)際上是給電容C1，充電。在電路中，輸出電容C是容量不大的交流濾波電容器，設置它的主要目的是與電感「一起濾除逆變器15肝忙開(kāi)關(guān)脈動(dòng)電壓和千擾信號，使輸出電壓為平滑的工弦波。

由圖2-41所示的工作過(guò)程和輸出電壓波形可知：

當開(kāi)關(guān)管的控制波形按正弦規律變化(SPWM)時(shí)，輸出電壓肯定是正弦波;

改變開(kāi)關(guān)管VT1，、VT2的開(kāi)關(guān)占空比，即可調節輸出電壓的高低，例如，正半周時(shí)若加長(cháng)VT，通導的時(shí)間(W乃續流時(shí)間縮短)，則輸出電壓升高，反之，若縮短VT，通導時(shí)間(VT1續流時(shí)間加長(cháng))，則輸出電壓降低;負半周時(shí)若加長(cháng)VT2的通導時(shí)間()刀，續流時(shí)間縮短)，則輸出電壓升高，反之，則輸出電壓降低;

正半周時(shí)，VT?高頻通斷工作，電容C，放電，DV1續流，C2充電，負半周時(shí)，VT2高頻通斷工作，電容C2放電，WD，續流，C，充電。兩個(gè)電容不管是充電還是放電，持續時(shí)間都是5OHz的半周，即lOms，所以電容C，和C2都應取得足夠大，盡量減小直流母線(xiàn)的5OHz紋波;

當輸入電壓比輸出額定電壓高時(shí)，主逆變器處于逆變狀態(tài)，直流母線(xiàn)電壓隨著(zhù)輸出功率過(guò)程而下降，Delta逆變器在感知直流母線(xiàn)電壓下降后，將從主電路吸收功率(對主電路形成負補償)給直流母線(xiàn)升壓，以維持該電壓(實(shí)際上是電池電壓)穩定不變;也就是說(shuō)，主逆變器逆變狀態(tài)時(shí)直流母線(xiàn)的電流由Delta變換器向主逆變器輸送，并不需要電池釋放或者吸收功率。Delta變換器向主逆變器傳送的電流是它在對主電路做負電壓補償時(shí)由主電路以功率的形式吸收來(lái)的。

2、整流狀態(tài)

圖2-42所示是主逆變器的整流狀態(tài)等效電路及工作過(guò)程。此時(shí)可等效為兩個(gè)升壓開(kāi)關(guān)電路(Boost)，輸出電壓正半周時(shí)，升壓開(kāi)關(guān)電路由開(kāi)關(guān)管VT2、續流二極管WD，和電感組成。當VT2導通時(shí)，輸出電壓通過(guò)電感使電容C1(-384V)放電，電感儲能，電感中電流線(xiàn)性上升，當VT2由導通轉為截止后，由于電感的續流作用，感應電壓使WD，導通，續流電流向電容C，充電，完成整流功能;當輸出電壓負半周時(shí)，升壓開(kāi)關(guān)電路由開(kāi)關(guān)管VT，、續流二極管W乃和電感組成，VT，導通時(shí)，輸出電壓通過(guò)電感使電容C，(+384V)放電，此時(shí)電感儲能。

特別要指出的是，頻率同步電路的效果絲毫不會(huì )影響輸出電壓此與輸入電壓邱同頻同相，在DeIta變換叨裕中，輸出電壓與輸入電壓之間根本不存在頻差及相差司題?？刂齐娐吩O置頻率同步功能僅僅是為了使兩個(gè)變換器工作在最佳狀態(tài)，并使對輸入電壓和負載電流諧波的補償功能有比較理想的效果。