摘要:在功率电子学中，逆变电源控制技术是重要一个组成部分，文章基于全桥变换器PWM控制技术分类上，首先对PWM控制技术含义以及在纯硬件PWM法控制充电电流方法中的应用进行了简单分析，然后比较了四种PWM控制技术，并对四种技术的特点和原理做了分析，并根据对电路的要求，发现大功率全桥变换器还是比较适合电流型相移式PWM控制技术的。
关键词:电流型相移式控制；全桥变换器；PWM控制技术
引言
在电力电子技术中，逆变电源的控制技术也是一个非常重要的部分，其中脉宽调制（PWM）技术不但对电力变压器和输出滤波器的体积进行了减小，同时还使控制补偿网络的设计进行了简化，并且发展为了逆变控制技术的主流。在等离子体、通信和表面工程领域，逆变电源的应用需求也在不断增加。其中，变压器式全桥变流器控制技术一般分为四种技术:1电压型移相（PWM）技术、2电流型同步（PWM）技术、3电压型同步（PWM）技术、4电流型移相式（PWM）技术，分析表明，电流型移相式（PWM）技术是电力全桥逆变器较好的控制技术。
1.PWM控制技术含义
PWM控制技术也叫做脉冲宽度调制技术，他是先对脉冲先进行调节，然后来获得波形的宽度，并且它的等效原理也是其技术中的重要领域，其中非常典型的是SPWM波形，这种波形就是正弦波的脉冲宽度和等效。PWM的含义就是打开和关闭输出波形调解。开关电源通常是一个脉冲宽度调制（PWM）技术，其特点是高频，高效率，高功率密度，高可靠性，然而，由于以高频率的开关状态的开关装置的操作，所以，其本来就是一个比较快速的瞬态电磁干扰源，而且它产生的EIM信号频率范围比较广，同时它具有一定幅度，当这样的电源是在数字装置直接使用，该设备产生的EMI信号将更加激烈和复杂[1]。
2.PWM技术的实际应用
2.1在1PWM软件法控制充电电流方法中的应用
在PWM软件法控制充电系统电流计算方法中的应用中，它是在不改变PWM信号周期的前提下，然后在利用单片机的PWM端口，来利用软件的方式调整单片机的PWM控制功能以及PWM的占空比，然后来对充电电流进行控制。但是要必须满足ADC和PWM两个端条件才可以，同时，单片机在工作的时候还要尽量的快，以及ADC的位数要高。另外，在对电流调整前，要先对单片机 的电流大小进行读取，然后在和设定电流数据来对比，对比的时候如果发现实际电流偏小的话，就要对对电流的方向以及PWM占空比进行调整；如果实际中的电流偏大的话，则要向减小充电电流的方向来调整PWM占空比。它的优点是:简化了PWM的硬件电路设计，并对涓流大小做了控制，进而有效的降低了硬件成本，同时，对充电进行控制时，还可以实时监测ADC端口的电流大小，并与不同的电流大小能力和设计的涓流来进行对比，进而来对PWM的占空比调整方向进行决定。而单片机在对ADC端口与PWM的寄存器进行开发利用时，可以容易的发现设定的电流大小，因此，电压较低的电池，在充电后，可以先 利用小电流来唤醒交流充电，这样也比较不容易破坏电池环境。它的缺点是:电流质量控制技术精度比较低，充电电流的大小是由采样电阻来实现的，然后在通过压降对ADC端口的传送，就可以对充电电流的大小进行了解。而PWM是利用软启动的方式，是大电流进行快速的充电的时候，从充电开始启动，然后在到停止充电，最后在启动的过程。而 在这个过程中，磁芯上会有反电动势力，因此，就需要在重新充电的时候，来对PWM的占空比进行降低，进而来克服PWM速度慢的现象。进而无法满足控制智能充电电流的问题，并且充电效率比较低，当快速充电的时候，由于采用软启动的充电，与微控制器和PWM调在一起会非常的慢，因此，小电流在实际中，缓慢或者停止充电上升时间的充电是比较大的。
2.2在纯硬件PWM法控制充电电流方法中的应用
单片机在工作的时候，其工作的频率通常是在4MHz左右，而这也是导致PWM频率低的原因。而在对充电电流读取的时候，是利用单片机的ADC方式来读取的，因此，其电流频率也是低的。为了能够更好解决这一个问题，在控制电流的时候，可以利 用PWM方式来进行控制，但是这种需要TL494控制芯片，然后在利用外接阻容的原件，来对恒流进行限压。单片机只需要使用普通的I/O口控制TL494就可以了。它的优点是，其电流精度高，并且对电流控制的时候，精度的控制度跟电流的采样电阻有一定的关系，而与单片机没有关系，在这两个方面中，其中PWM不存在启动较慢的问题，所以在一样的恒流电 流和一样的的充电时间内其充电的能量也非常高，而电池遭受损坏的长度也比较小，并且，在充电时的电流比较稳定，波动的幅度也非常小，因此，对电池的影响也不大。其缺点是硬件设备价格比较贵，并且成本比之相比较TL494还要高。但是它可以利用LM358或LM393的方式进行克服，并且，它的脉动大，涓滴控制简单。而在单片机中常用的I/O端口中，则不能对PWM端口的功能进行实现，进而对充电电池的影响也比较小。
3.四种PWM控制技术的比较分析
3.1同步式与移相式PWM技术
由控制系统电路进行模拟分析部分企业采用不同电压型或电流型控制研究方法而获得的被调制脉冲PWM，还需要我们进一步通过数字来设计电路的解码与分配过后，才可以进行实现比较符合全桥变换器要求的开关驱动指令[2]。根据这些开关驱动指令主要特征，PWM技术中数字处理逻辑电路的工作基本原理就是可以划分为同步式控制和移相式控制存在两种。
3 .2电压型与电流型PWM技术
在全桥变换器的PWM技术中,电压型控制系统出现比较早、得到了广泛应用。电流型控制发展具有一些自己独特优点,是目前我国比较理想的新型管理控制工作方法。从两者相同方面来说，在对两个类型进行控制的时候，它们的被调制脉冲的宽度数值，都是通过标准电压和输出信息两者间没有误差的数值来决定的。
以两者不同方面来说，其电压型控制是一个比较恒定三角波，与误差和信号比较来看，其产生的宽度与误差信号是成正比的，并且电压型的控制能力有明显的提高，而电流型控制是把开关电流信号跟误差信号来进行比较，进而可以保证开关的瞬态电流在达到峰值的时候能够跟随误差信号来进 行改变，此外，从控制体系的结构上看，它的电流型控制不仅只有形成信号的外环，并且还有开关瞬态电流的内环，所以，它也被称为双闭环过程控制[3]。
4.主要部件的工作温度与控制技术
由于电流型进行控制系统采用双闭环管理反馈,所以，会导致功率开关器件的电流峰值因数据的误差来变化，而高频率变压器的电流方式，其能够实现动态调整为正负且对对称的状态来进行分布。因此，在全桥变换器中应用电流型的PWM控制技术能够使其保持动态的磁平衡。而在降低变压器的热阻的过程中，将变压器的的散热面积给进行增大是比较容易进行的方法，而这种新型方式在进行应用的时候，和之前传统的散热面积进行对比的话，它可以使有效率提高大概十六倍，但是，要明确表明，这种新型的变压器绕组方式的漏感是比较大的，因此，要对PWM控制技术进行合理科学的运用，同时，在应用的时候还要配合对应的功率主电路，从而避免影响变压器漏感的不利因素。
高频电源变压器的工作温度是由两个因素决定的。首先是电力变压器；第二个是变压器的热阻。高频电源变压器的设计理论的优化表示：最小化的最佳优化目标铜的功率消耗，则铁损比应满足下式PCPW=2K3PW和PC功率点（铜损），K3是芯材和对于温度系数，这是二点二五到二点九的范围之内[4]。然而，当逆变器频率为10kHz?50kHz的，由于有限的商业用途的芯的窗口区域的，卷绕功率太高，导致超过5kW的变压器难以在该值工作。因此，要想优化后的数值能够更好的接近，则就需要进行采取最大的通密度，并且控制电路还要能够快速的保持磁平衡。
当移相控制的全桥变换器工作时，其桥臂的上下开关的换相时间恒定的，且换相时间是小于变压器的谐振周期，进而在一定程度上也避免了变压器开关电容在高频振荡中的危害。同时，功率开关工作中的温度在PWM技术中也有着密切的联系，其中绝缘栅双极晶体管在功率应用中的优势是最为明显的，但是，对于一些电流和电压容量较大的IGBT器件来说，由于开关时间比较长，因此，其开关的功率消耗也非常大，进而容易导致大功率IGBT器件的温度也会升高，所以，要对IGBT功率进 行合理的利用，并且在利用IGBT功率的同时，还要有效的提高逆变的频率，进而全桥变换器就成为软开关技术[5]。因此，就需要控制电路来满足大功率软逆变器的开关驱动的指令，并对全开关技术来提供控制呼叫。在当前的电力电子行业领域里面，大功率全桥变换器已经成为研究的一个热点。
5.大功率逆变电源的可靠性与控制技术
在大功率全桥逆变电源的控制技术中，它的控制技术和可靠性都有着一定的联系，当在电源出现故障的时候，一般是通过集中在负载和停止或者启动等一些极端的条件下，才突然发生的电源故障，在对控制电路进行设计的时候，有效的对其提供的欠压锁定以及软启功能进行启用，就可以对电源启动中的故障问题进行有效的克服，并对电源在停止的时候，因电子开关程序混乱而造成的桥臂直通故障灯问题进行分析，通过研究表明，在对输出信号脉冲进行封锁的时候，还要把软启电路中的电容也进行清零。在当前，其四种比较实用的PWM控制技术电路都具有软启和压锁两个主要的功能。
设计一个可靠的快速过流保护系统电路是各类PWM控制信息技术的关键和难点。这主要就是因为以下几个矛盾因素:一方面 ，限流保护进行电路的动作发展速度我们必须足够快，以保证瞬态电流达到峰值不超过最大功率开关器件的安全管理工作能力范围；另一重要方面，灵敏的过流保护电路易受干扰，使正常的脉宽调制信号电路已经无法完成工作。当前 四种PWM控制技术中，这四种PWM控制技术中都可以对两级过流保护来进行实现。但在实际应用中，而在目前我国的有关规定中，能够进行内置服务功能的之后改进以后的才可以，因此，选用UC3879、UC3895等移相式PWM控制核心芯片数据可以得到简化过流保护模块电路的设计和调试自己工作，提高使用大功率逆变电源的可靠性[6]。
结语
在全桥转换器，一个恒定频率的脉冲宽度调制方法可分为同步的电压-电流型同步，相移和所述电压-电流型移相器。这四 个控制技术基本原理可以通过比较来示出，模拟电路部，上述电流控制过程和数字电路部分，相位控制过程的分别同步电压分析[7]。文章基于全桥变换器PWM控制技术分类上，首先分析了PWM控制技术含义以及PWM技术的具体应用，并对四种PWM控制技术做了比较，然后对主要部件的工作温度与控制技术劲了分析探讨，分析了其基本原理和特点，电流型相移PWM技术，不仅能够提供大于通过限制脉冲调整设备所需要5kW的逆变器和高频变压器的设计优化的快速保护功率。最后对大功率逆变电源的可靠性与控制技术做了分析研究，此外，能够满足功率器件软开关需要的只有驱动命令输出，而目前 ，当前相移PWM技术已经成熟，它特别适用于促进高功率逆变器电源的应用。
参考文献
[1]张照林.大功率移相全桥软开关电源的研究与设计[D].四川:电子科技大学,2017.
[2]周京华,苏彦民.一种级联型大功率逆变电源的控制方法研究[J].电工技术杂志,2003,(5):62-64.
[3]黄石生,余文松,薛家祥.大功率逆变电源PWM控制技术的研究[J].电焊机,2000,30(3):9-12,27.
[4]周京华,苏彦民,詹雄.多单元串联多电平逆变电源的控制方法研究[J].电力电子技术,2003,37(4):49-51.
[5]柳辉.PWM逆变器控制技术与并联环流特性研究[D].湖北:华中科技大学,2014.
[6]周京华,苏彦民,詹雄.新型的多单元串联大功率逆变电源控制方法[J].电气传动,2004,34(1):39-41.
[7]李楠.大功率交流模拟电源的研究[D].北京:北京交通大学,2016.