【導讀】功率轉換器控制在優化功率轉換系統的整體性能方面起著至關重要的作用。通過適當的控制，可以限度地提高電源轉換器的效率，減少能量損失并延長組件壽命。通過設計復雜的控制算法，可以有效、優化地管理電源轉換，同時保持電源轉換器輸出電壓和電流恒定。
功率轉換器控制在優化功率轉換系統的整體性能方面起著至關重要的作用。通過適當的控制，可以限度地提高電源轉換器的效率，減少能量損失并延長組件壽命。通過設計復雜的控制算法，可以有效、優化地管理電源轉換，同時保持電源轉換器輸出電壓和電流恒定。
功率轉換器控制的一個重要方面是適應負載條件和電源特性動態變化的能力。這使得電源轉換器能夠提供穩定一致的輸出，無論電力需求或環境條件如何變化。此外，電源轉換器控制還可以包括許多功能，例如輸出波形調整、諧波失真補償和電能質量管理。這些功能使其能夠適應應用的特定需求，并確?？煽?、高質量的電源。
功率轉換器控制領域的研究和發展不斷帶來新技術和更復雜的算法。先進數字控制器的使用，與基于機器學習的智能控制算法相結合，正在為進一步提高電力電子轉換器的性能開辟新的視角。脈寬調制（PWM）技術廣泛用于控制功率轉換器。這種控制方法涉及生成一個信號，該信號設法打開和關閉功率轉換器的電子開關，以在輸出端實現所需的電壓值。該切換功能（參見圖 1 中的示例）是通過比較兩個信號來實現的：調制信號和載波。這兩個信號可以總結如下：
調制量是包含有關所需輸出電壓的實際信息的信號。
載波是周期信號，通常為三角波形狀，其開關頻率與功率轉換器的開關頻率相對應。
通過這兩個信號的相互作用，產生開關函數。作為演示，圖中描繪的系統由三種類型的生成器組成，一些是真實的，一些是經過計算和處理的：
(1) 是三角信號，稱為“載波”。它是一種周期性且通常是固定頻率的信號。根據需要，其形式可能有所不同。
(2) 是閾值電壓，稱為“調制”（或參考電壓）。它決定輸出邏輯狀態的切換閾值電平。它可以由用戶選擇，也可以是任何波形，例如作為逆變器運行時的正弦波。
(3) 是開關電壓，是前兩個信號相交和比較的結果。稱為二元切換函數。通常，如果調制量大于載波，則其值為 1。反之，其值為 0。可以通過硬件（具有快速比較電路）或通過固件（通過使用功能強大的微控制器。
切換功能使用兩種類型的信號。
圖 1：切換功能使用兩種類型的信號。
開關函數的結果直接發送到驅動器，驅動器根據開關函數的1和0的順序來管理功率轉換器開關的接通和關斷。因此，可以看出，結果是由于存在兩個不同且易于控制的信號而產生的真實 PWM 信號。PWM 的基本原理是根據所需的參考電壓按比例改變開關信號的脈沖寬度。這樣可以控制功率轉換器的有效輸出值，確保功率信號的適當調節和高質量。如上所述實現的 PWM 的使用提供了許多優點，包括高能效、改進的輸出信號質量、控制輸出功率的能力以及降低的功率損耗。在剛剛看到的例子中，
教程：如何控制電源轉換器
圖 2：開關信號的占空比線性地跟隨調制信號的電平。
在逆變器設計中，技術用于生成純正弦波。圖 3 顯示了載波信號、調制信號以及前兩者的比較結果。值得注意的是，輸出信號將不可避免地受到載波和調制信號諧波的影響。為了減少 EMI 影響，有必要設計濾波器來盡可能消除或減少此類不良因素。
正弦波調制廣泛應用于逆變器設計中。
圖 3：正弦波調制廣泛應用于逆變器設計。
結論
帶有載波和調制信號的 PWM 信號的生成是控制功率轉換器的基本技術。開關函數的產生能夠調節輸出電壓，從而為電子轉換器提供準確、高效的控制。了解該技術的基本原理和應用對于工程師和電力至關重要，有助于開發用于控制和優化電力轉換的創新解決方案。
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