中心議題：

• 電壓型PWM逆變控制系統結構及原理
• 電壓型PWM逆變控制系統的分析和設計

解決方案：

• 加入補償網絡

電壓型單環(huán)回路控制簡單,，在各個領域應用最為廣泛,。應用于小功率開關電源時，補償網絡可以簡單地用分壓反饋與基準放大比較來實現,。而在大功率電路中校正的難度很大,，精度不足,。目前僅滿足于反復調試，費時費力,。本文就這個問題作一探討,。

1、電壓型PWM逆變控制系統結構及原理

逆變控制系統的最終輸出可以是直流電壓,、交流電壓,、直流電流、交流電流,、頻率或功率,，在輸出部分需進行濾波。大多數逆變系統輸出是直流電壓,，也就是說,，系統輸出和調節(jié)的是直流電壓量，當然逆變變壓器副邊還有整流電路,。脈寬調制(PWM)型開關穩(wěn)壓電源就是只對輸出電壓進行采樣,，實行閉環(huán)控制，這種控制方式屬電壓控制型,，是一種單環(huán)控制系統,。

對于這些系統，其反饋量就是輸出電壓的一定比例值,，用給定電壓與反饋電壓的誤差信號來調節(jié)PWM脈沖的寬度,，我們通常把這種逆變控制系統稱作電壓型PWM控制系統。對于大部分電壓型PWM逆變控制系統,，不論是直流輸出還是交流輸出,，其控制系統的結構框圖都可以統一地畫成如圖1所示的形式。

圖1電壓型PWM逆變控制系統結構框圖

圖2電壓型PWM逆變控制系統

該逆變系統的開環(huán)傳遞函數G(S)H(S)由下式給出：

其最大缺點是：控制過程中電源電路內的電流值沒有參與進去,。

眾所周知，開關電源的輸出電流是要流經電感的,，故對于電壓信號有90度的相位延遲,，然而對于穩(wěn)壓電源來說，應當考慮電流的大小,，以適應輸出電壓的變化和負載的需求,，從而達到穩(wěn)定輸出電壓的目的，因此僅采用輸出電壓采樣的方法,，其響應速度慢,，穩(wěn)定性差，甚至在大信號變化時,，會產生振蕩,，造成功率管損壞等故障,。

2、系統的分析和設計

誤差放大器(或調節(jié)器)若是比例環(huán)節(jié),，式(6.12)和(6.13)都是二階的,，即系統是二階系統。二階系統是一個有條件的穩(wěn)定系統,。另外,，由于輸出濾波參數LC一般比較大，頻率參數比較低,。所以,，系統在中頻段是以-40dB/dec的斜率穿過L(ω)=0這條線.在這個系統中，即使采用PI調節(jié)器,，也只是為了減小穩(wěn)態(tài)誤差,。所以，零點也很低,，中頻段仍然以-40dB/dec的斜率穿越零線,，如圖3所示。

圖3電壓型PWM逆變控制系統幅頻特性曲線

為了使系統滿足穩(wěn)態(tài)性能,、動態(tài)性能和穩(wěn)定性的要求,，就要使在該系統中就要進行校正。顯然,，在中頻段,，加一個串聯的超前校正環(huán)節(jié)(有源或無源)如圖4，就能使其開環(huán)幅頻特性的低,、中,、高頻段都能滿足要求，如圖4所示,。

圖4校正網絡

3,、加入補償網絡

分壓反饋處，由于電感電壓滯后,，所以在反饋處將R1兩端并聯一條電阻和電容的支路,，通過電容電壓的超前從而使反饋能瞬時反映出輸出電壓的變化。由于R1,R2的比值很大,，通過在R2的兩端并聯一個電容來感應輸出的微弱變化,。

其幅頻特性曲線如下：

加校正環(huán)節(jié)的電壓型PWM逆變控制系統幅頻特性曲線。