可控硅三相四桥臂逆变器的HCPM操控

三相四桥臂逆变器因为设定了由S7、S8构成的中性点生成桥臂，这等同于可以实现三相四线制輸出，这时各相线路就具备了独立性，各相的输出电压和电流只决定于各相的负载变化。因此 选用具备独立控制性能的三态滞环电流脉冲调制（HysteresisCurrentpulseModulator，简称HCPM）控制形式是较为适合的，其A相线路框图如下图2所显示。它的控制规律是：

当Δi>＋h时（2h为滞环宽度），S1和S8导通，S4和S7断开，A相加＋E，使相电流增大；当Δi<－h时，S4和S7导通，S1和S8断开，A相加－E，使相电流减少；当－h<Δi<＋h时，S1和S7或S4和S8导通，逆变器A相续流。如此，使A相輸出电流在给出的滞环宽度2h区域内跟踪给出电流ira，经交流滤波器LfA、CfA滤波后，就可以获得正弦波电流輸出。

对三相四桥臂逆变器，要用3个HCPM各自对逆变器的三相实现控制，但要留意消除因为S7和S8共用桥臂产生的电流激励的互相牵制，解决的办法是用中性点电流iN控制S7和S8的导通。三相逆变器在实现三相四线制輸出时，三相星形负载虽不对称，但三相相电压是对称的，因此 三相负载电流也是不对称的，使中线电流iN不等于零。中性点桥臂的S7和S8便是专门为iN的流通而设定的，因此 电流iN就确定了开关S7和S8的运行状态。为了说明简洁，假设三相星形负载是大小不相同的纯电阻负载，即：RA≤RB iC，

iA=uA/RA=(Im＋ΔIA)sinωt=Imsinωt＋ΔIAsinωt

iB=uB/RB=(Im＋ΔIB)sin(ωt－2π/3)

=Imsin(ωt－2π/3)＋ΔIBsin(ωt－2π/3)

iC=uC/RC=Imsin(ωt＋2π/3)

iN=iA＋iB＋iC=ΔIAsinωt＋ΔIBsin(ωt－2π/3)

由余弦定理、正弦定理及图3得知：iN=·sin(ωt－α)α=arcsin

当唯有A相有负载时

iN=iA=Imsinωt

当唯有A、B相有负载时，假设RA=RB，

则：iN=iA＋iB=－iC=－Imsin(ωt＋2π/3)

当三相负载对称时，RA=RB=RC则：

iN=iA＋iB＋iC=0

从上述解析得知：中线电流iN有三种值：iN=0，

iN=＋iN和iN=－iN。iN的的测试有2种方式 ，如下图4所显示。当中图4（a）是用2个小直流电容Cd1=Cd2生成直流电压中点N1当作中性点对iN完成测试；图4（b）是用小型NFT生成的中性点N1当作中性点对iN完成测试。当三相负载对称时iN=0，S7和S8都不导通；当iN=±iN时，±iN的正半周使S8导通，±iN的负半周使S7导通，逆变器4个桥臂在－iN和＋iN时的开关方式如表2所显示。如此，S1～S6的控制就可以选用具有电流内环的全部PWM控制线路，比如三相HCPM控制线路等。

理论分析表明，选用iN控制S7和S8的导通能够使控制精度提升，能够使输出电压、电流的波型更贴近于正弦波，能够使S1～S6与S7、S8的控制分开独立完成。

起动流程：起动前S7和S8处在断开情况，控制线路的直流电压已添加。在起动瞬间iN=0，因此电流互感器的CT2的次级无感应电压发生，“过零点检出”线路輸出正电压使交流开关S9导通，N′与N1点间有电流iN流过，电流互感器CT1次级的感应电压使S7或S8导通（iN正半周使S8导通，iN负半周使S7导通），逆变器进到运行状态。

正常的运行流程：在iN过零期间，S7和S8不导通，CT1和CT2次级无感应电压，“过零点检出”线路輸出正电压使S9导通。iN流通并在CT1次级感应出电压使S7或S8导通，这时，iN的大多数由N′点到N2点经过S7或S8流通，并在CT2的次级感应出电压，使“过零点检出”线路輸出零电压将S9断开，使iN全部经过S7或S8流通，进到到iN≠0期间。这时，尽管N1点与N2点电位差不等，但因为S9的断开就切断了N1到N2点间流过的电流，以提升逆变效率。

由上述解析得知：开关S7和S8运行在基频ZCS情况，故能够选用无反并接二极管的晶闸管作开关，以降低成本，提升逆变效率。

当三相四桥臂逆变器选用iN控制S7和S8导通，与S1～S6选用HCPM完成控制时，这2种控制是互相不关联的，能够分别独立完成控制。对S1～S6的HCPM控制流程是如此的：三态HCPM周期地对滤波电感电流iLfA和给出电流ira完成取样维持（Sample/Hold，简称S/H），滤波电感LfA就是滤波电感，也是HCPM的积分环节，它给电流闭环控制供应1个斜坡函数。

在取样点上，倘若ira－iLfA=Δi<－h时，则S1和S8导通，将＋E加至LfA两边，使iLfA增加；倘若ira－iLfA=Δi>＋h，则使S4和S7导通，将－E加至LfA两边，使iLfA减少；倘若ira－iLfA=Δi，－h<Δi<＋h，则使S1和S7或S4和S8导通，将LfA短路逆变器续流。

上述便是CATELEC西班牙对可控硅三相四桥臂逆变器的HCPM操控的介绍，CATELEC西班牙提供整流桥模块、晶闸管模块、二极管模块等半导体模块,绝缘式功率模块、功率组件、分立式功率半导体在内的众多功率电子产品是现CATELEC的主营项目。