實驗原理：

單相全橋逆變器采用雙閉環(huán)控制的單極性倍頻調(diào)制，外環(huán)是電壓回路，電壓環(huán)的輸出作為內(nèi)環(huán)的給定信號。內(nèi)環(huán)是電感電流回路，給定信號是電壓環(huán)的輸出。電流環(huán)的輸出信號作為調(diào)制波與載波進行比較得到逆變器的控制信號。接下來，我們將分析電壓電流雙環(huán)的設(shè)計以及增添了電壓有效值回路提高了電壓調(diào)整率。

電流環(huán)設(shè)計：

根據(jù)電感兩端的電壓公式可以畫出上圖，為了抵消電容電壓對回路的擾動，我們采取了前饋控制。對于控制器Gi的設(shè)計，可以采取P、PI以及Type 2等控制方式。本次我們選擇較為簡單的P控制器進行設(shè)計。令Gi=k1，則傳遞函數(shù)如下：

故：

其中Ui為開關(guān)頻率的十分之一到八分之一。

電壓環(huán)設(shè)計：

電壓回路控制方塊圖如圖所示。假設(shè)電流回路響應(yīng)之帶寬較電壓回路帶寬高四倍以上，則電流回路之響應(yīng)在分析電壓回路響應(yīng)時可以被視為1。電壓回路控制器亦采用前向控制與反饋控制并用，由于有感測負載電流，因此電壓控制器利用感測的負載電流加入電流命令中作為前向控制用以直接消除負載電流對于電壓回路的擾動。

電壓環(huán)的設(shè)計也可以采用P或者PI控制器。電壓環(huán)的帶寬為電流環(huán)的四分之一。如果采用P控制器，令Gv=K2，則：

電壓有效值回路：

為了使逆變器有更好的電壓調(diào)整率，在電壓環(huán)的參考電壓處增加了一個電壓有效值回路。將輸出電壓的有效值與給定電壓有效值進行比較，獲得的誤差經(jīng)過控制器后與參考電壓最大值進行疊加然后乘以標準正弦量作為電壓環(huán)的給定量（一般情況下為了獲取準確的有效值，需要經(jīng)過一個低通濾波器以及帶通濾波器進行濾波）。

實驗效果：

輸出電壓波形（電壓的采樣增益為1/80，對于有效值40伏的電壓采樣信號有效值約為0.5V）

總 結(jié)：

經(jīng)過以上對單相逆變器常見的雙閉環(huán)控制方式的講解有助于學(xué)生進行學(xué)習(xí)了解雙閉環(huán)控制器的設(shè)計流程。

仿真效果圖：