颜夕卡盟登录入口 - 颜夕卡盟登录入口 - 抖音刷赞会对账号不好,instagram粉丝自助下单

自助下单地址（拼多多砍价，ks/qq/dy赞等业务）：点我进入

随着电子功率器件设计技术的不断发展，逆变器在各种设计中得到广泛应用，其中串联谐振全桥逆变器的应用更为频繁。 本文对串联谐振半桥变压器中的脉冲密度和脉冲频率等脉冲控制方法进行了比较、分析和讨论，尤其着重于频率调制和脉冲宽度。

基本结构分析

串联谐振逆变器的基本原理图如图1所示，它包括直流电压源、由开关S1-S4组成的逆变桥和由R、L、C组成的串联谐振负载。开关S1- S4可选用IGBT、SIT、MOSFET、SITH等具有自关断能力的功率半导体器件。 逆变器为单相全桥电路，其控制方式为同一桥臂的两个开关管的驱动信号互补，对角的两个开关管同时导通和关断.

串联谐振逆变器的控制方法

调幅 (PAM) 方法

调幅控制的方法不止一种。 我们可以调节直流电压源输出（逆变器输入）电压Ud（可以采用移相稳压电路的方法，也可以采用斩波稳压电路和电感、电容组成的滤波器电路来达到目的调节输出功率，即通过输入电压调节逆变器的输出功率，电流和电压之间的相位控制由锁相环(PLL)完成，以保证较大的功率因数输出。这种方法的优点是控制简单易行，缺点是电路结构复杂，体积较大。

脉冲频率调制 (PFM) 方法

脉冲频率调制方式是通过改变逆变器的工作频率来改变负载的输出阻抗，从而达到调节输出功率的目的。

串联谐振负载的阻抗特性

可以看出，串联谐振负载的阻抗随逆变器的工作频率（f）而变化。 对于恒定的输出电压，工作频率与负载谐振频率的偏差越大，输出阻抗越高，因此输出功率越小，反之亦然。 脉冲频率调制方式的主要缺点是工作频率在功率调节过程中不断变化单相全桥逆变器，导致趋肤深度发生变化。 在表面淬火等一些应用中，趋肤深度的变化会对热处理效果产生较大的影响。 影响，这在要求苛刻的应用中是不允许的。 但由于脉冲频率调制方式实现起来非常简单，所以在以下几种情况下可以考虑使用：

1）如果负载没有严格限制工作频率范围，则必须跟踪频率，但相位差可以存在，不处于谐振工作状态。

2）如果负载的Q值较高，或者功率调节范围不是很大，那么较小的频偏即可满足功率调节要求。

脉冲密度调制 (PDM) 方法

脉冲密度调制方式是通过控制脉冲密度来控制输出功率，实际上是控制向负载馈入能量的时间。 其控制原理如图2所示。

这种控制方法的基本思想是：假设一共有N个功率调节单元，逆变器以M个功率调节单元向负载输出功率； 而逆变器在其余NM功率调节单元中停止工作，负载能量在自然振荡中逐渐衰减。 输出脉冲密度为M/N，所以输出功率与脉冲密度有关。 因此，可以通过改变脉冲密度来改变输出功率。

脉冲密度调制方式的主要优点是：输出频率基本不变，开关损耗比较小，容易实现数字控制，更适合开环工作。

脉冲密度调制方式的主要缺点是逆变器输出功率的频率不完全等于负载的固有谐振频率，在需要功率闭环的场合工作稳定性差。 由于每次自然衰减振荡状态回到输出功率状态都需要重新锁定工作频率，此时系统可能失控。 因此，在功率闭环或温度闭环的情况下，工作稳定性不好。 另一个缺点是功率调节特性不理想，有逐级调节功率的方法。

谐振脉宽调制 (PWM) 方法

在图3中，谐振脉宽调制就是通过改变两对开关管驱动信号的相位差来改变输出电压值，从而达到调节功率的目的。 即在控制电路中，同相的两个桥臂开关(S1，S2)和(S3，S4)的驱动信号错开一个相位角，从而在输出端之间插入一个零电压值正负交变电压，这样只要改变相位角，就可以改变输出电压的有效值，最终达到调节输出功率的目的。

这种控制方式的优点是电源始终工作在谐振状态单相全桥逆变器，功率因数高。 但存在反并联二极管的反向恢复问题、小负载问题、软开关实现问题。脉宽加频率调制法

鉴于上述控制方法的优缺点，一些复合控制方法的研究越来越受到重视，脉宽加频率调制法是一种较好的控制方法。

在一般逆变器中，常用的移相PWM方式的工作频率是固定的，不需要考虑负载在不同工作频率下的特性。 当串联谐振感应加热电源采用移相PWM方式时，其工作频率必须始终跟踪负载的谐振频率。 通常，某一桥臂的驱动脉冲信号与输出电流的相位保持一致，而另一桥臂的驱动脉冲信号与输出电流的相位可以调整。 图4和图5中，S1和S4的驱动信号互补，S2和S3的驱动脉冲信号互补，S1的驱动信号和负载电流的相位保持不变，相位S3的驱动脉冲与S1的驱动脉冲之差β在0°～180°范围内可调，调节β可调节输出电压的占空比，即调节输出功率。

根据输出电压和输出电流不同的相位关系，PWM调节方式有升频PWM和降频PWM两种。

升级

图4中，为保证滞后臂（S1、S4）的触发信号前沿与电流信号同相，必须根据相移角β的大小改变角频率。 也就是说，通过调整相移角β来改变频率f，同时调整功率。 在β调节过程中，在增加输出脉宽的同时，输出电压相对于输出电流的相位会减小并滞后于输出电流，这意味着输出频率也在增加，因此这种调制方式称为它是一个升频 PWM。 此时S1、S4管各导通180°，实现了ZCS。 超小臂S2、S3大电流导通，D2、D3大电流关断，故有反向恢复。 ZCS也可以通过在S2和S3臂上串联电感来实现。 ，这种方法适用于以关断尾电流和关断损耗为主的双极型器件，如IGBT、SIT、MCT等，同时要注意电路布局，减少分布电感以降低二极管反向恢复引起的电压尖峰。角频率为

降频

图5中，在增加输出脉宽的同时调整β，会导致输出电压相对于输出电流的相位不断减小，从而使相位差减小，也就是输出频率不断减小，所以这种方法是称为降频 PWM。 这样，过零时二极管D2、D3自然关断，D1、D4不导通，不存在二极管反向恢复带来的问题。 S1 和 S4 在零电流时开关 (ZCS)，而 S2 和 S3 在高电流时关断。 ZVS可以通过在S2和S3上并联电容来实现。 这种方法适用于高频电源和内置反并联二极管反向恢复问题严重的器件，如MOSFET。 可以避免二极管反向恢复引起的电流尖峰和器件损耗的增加。

为保证超前臂触发信号前沿与电流信号同相，角频率为

从上面的分析可以看出，无论是升频PWM还是降频PWM，都有一个共同的特点，就是在调整输出电压脉宽的同时，也改变了工作频率。负载。 因此，它被称为脉冲宽度加频率调制方法。

结语

本文主要对脉宽调制和频率调制进行了详细分析，给出了串联谐振单相全桥逆变器功率和频率的一些常用控制方法。 这使得工程师可以根据负载选择适合不同场合的控制方式。