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逆变器的应用越来越广泛,因此对逆变器的要求也越来越高,不仅要求逆变器能可靠的工作,而且要求逆变器实现高功率密度,高效率及对负载的快速响应。本文研究了两级式电流滞环控制逆变器并对其优化设计,其电路拓扑由前级交错并联双管正激DC/DC直流变换器与后级电流滞环控制逆变桥级联而成。首先分析比较几种常见的DC/DC电路,选择交错并联双管正激DC/DC电路作为两级式电流滞环控制逆变器的前级部分;深入分析了交错并联双管正激DC/DC直流变换器的工作原理,并进行了仿真研究;通过分析其控制策略与控制电路的原理,经过比较变换器的效率及对后级元器件选择的影响,讨论了其作为逆变器的前级部分是采用开环控制还是闭环反馈控制。详细介绍了交错并联双管正激DC/DC变换器主电路参数的选取与设计方法。后级逆变桥采用电流滞环控制,其电流内环具有较强的非线性,可以将输出滤波电感、电容组成的LC滤波器二阶振荡环节降为一阶环节,从而提高系统的稳定性;其电压外环提高了逆变器的输出电压精度和系统的动态性能。通过对逆变桥的稳态仿真与动态仿真,其仿真波形表明逆变桥的输出电压失真度低,动态响应速度快,且能适应各种负载;当负载或输入电压突变时,逆变桥的输出电压基本上不受影响。电流滞环控制参数的选择对电路有较大的影响。滞环宽度ΔI的选择将影响到输出电压的波形质量、逆变桥开关管的开关频率、电感电流的脉动及系统的动态响应速度等。逆变器除了要求高效率、高功率密度外,还要有快速动态响应性能和低的输出纹波电压,这与滤波器的设计密切相关。因此滤波电感的设计在保证输出电压的波形质量的基础上,综合考虑系统的动态特性、负载的调整率、体积重量以及音频噪声等因素对其进行优化。详细介绍了主电路器件的选择准则与设计方法。在同一个实验平台上研制与优化设计了两台1 kVA两级式电流滞环控制逆变器原理样机:①220V±10%DC/115V50HzAC;②220V±10%DC/220V50HzAC。通过两台原理样机的性能比较,讨论了负载电流、前级输出电压(后级输入电压)对逆变器效率的影响,为优化设计电路提供了依据。实验结果表明,两级式电流滞环控制逆变器具有功率密度高、变换效率高、体积重量小、静态调节精度高、动态响应速度快、抗短路能力强、可靠性高等优良的综合性能。