基于

TMS320F2812 的高频链逆变器控制系统

关键字：

TMS320F2812 高频链 逆变器 

    随着逆变技术的不断发展，高频链逆变器在航空、电信、军事等领域的应用越来越广泛。与
传统的逆变技术相比，高频链逆变技术应用高频变压器代替传统的工频变压器，有体积小
重量轻，转换效率高等优点，因此应用前景广泛。高性能数字信号处理

(DSP)芯片的出现和

控制理论的普遍发展，使得逆变电源朝着全数字化、智能化方向发展。本文以

TMS320F2812

高性能

DSP 控制器为核心，设计了高频链逆变器的控制系统及部分硬件电路，该逆变电源

的主电路采用全桥双向电流源高频链逆变器的拓扑结构，选择电压瞬时值反馈的单闭环控
制方案，可实现能量的双向流通。实验结果表明了该控制策略的可行性及有效性。

    1 高频链逆变电源的拓扑和原理

    全桥双向电流源高频链逆变器的主电路拓扑结构如图 1 所示，它由高频逆变器、高频变压
器和周波变换器

3 部分组成。工作时，按能量传递方向来看，该逆变器工作在两个不同状态。

当输入电源向负载传递功率时，高频链逆变器将直流电压能源变换为脉动的电流能量存储
在储能式高频变压器中，周波变换器将该高频脉动电流低频解调，经滤波后得到低频交流
电，供电给负载。负载向输入电源回馈能量时，高频逆变器工作在整流状态，周波变换器工
作在调制状态。

    全桥双向电流源高频链逆变器是以反激式(Flyback)功率变换器的拓扑结构为基础的。按照
输出电压

uo 和输出电流 io 的极性划分，该逆变器具有 4 种工作模式 A，B，C，D，每一种

工作模式的结构拓扑都相当于一个

Flyback 功率变换器，而且对于不同的负载，逆变器的

工作模式顺序不同。
        当 uo>0 ， io>0 时 ， 逆 变 器 工 作 在 模 式 A ， VM1 和 VM4 高 频 斩 波 ， VM5 常 通 。
Ui，L1，L2，VM1，VM4，VM5，VD6，C，Z 构成一个 Flyback 变换器，电源 Ui 向负载
Z 传输能量。
        当 uo<0 ， io>0 时 ， 逆 变 器 工 作 在 模 式 B ， VM5 高 频 斩 波 ， VM6 常 通 。
Li，L1，L2，VM5，VM6，VD1，VD2，VD3，VD4，C，Z 构成一个 Flyback 变换器，负
载

Z 向电源 Ui 回馈能量。

        当 uo<0 ， io<0 时 ， 逆 变 器 工 作 在 模 式 C ， VM2 和 VM3 高 频 斩 波 ， VM6 常 通 。
Ui，L1，L2，VM2，VM3，VM6，VD5，C，Z 构成一个 Flyback 变换器，电源 Ui 向负载
Z 传输能量。
        当 uo>0 ， io<0 时 ， 逆 变 器 工 作 在 模 式 D ， VM6 高 频 斩 波 ， VM5 常 通 。
Ui，L1，L2，VM5，VM6，VD1，VD2，VD3，VD4，C，Z 构成一个 Flyback 变换器，负
载

Z 向电源 Ui 回馈能量。

    当逆变器带感性负载时，输出电流的基波分量 io 落后于输出电压 uo，其控制原理波形如
图

2 所示。从图中可以清晰地看到，控制原理波形与上述 4 种工作模式是一一对应的。逆变