1. ?設(shè)計需求分析
->?功率等級：500W，適用于12V鉛酸電池搭建的離網(wǎng)逆變器。
->?輸入電壓范圍：12V鉛酸電池，通常在10V-14.4V之間。
->?輸出電壓：單相220V AC，頻率50Hz。
2. ?拓撲結(jié)構(gòu)選擇（推挽+H4橋）
推挽非常適用于中低功率（通常≤500W）、12V低壓輸入的場景，主要原因有：
1、結(jié)構(gòu)簡單，僅需兩個開關(guān)管（MOSFET或IGBT）和帶中心抽頭的高頻變壓器，成本低。
2、高效升壓，通過高頻變壓器將12V升壓至交流220V/110V，適合低壓電池輸入。
3、抗電池電壓波動，變壓器隔離設(shè)計能適應(yīng)鉛酸電池的電壓波動（如10V-14.4V）。
H4拓撲因其功率處理能力、波形質(zhì)量、效率與成本的平衡，成為單相離網(wǎng)逆變器的首選。尤其在12V/24V鉛酸電池系統(tǒng)中，全橋結(jié)構(gòu)能有效解決低壓輸入、高電流應(yīng)力等問題，同時滿足純正弦波輸出的需求。
3. ?控制策略
->推挽半閉環(huán)控制：輕載閉環(huán)，重載開環(huán)，實現(xiàn)推挽最大效率轉(zhuǎn)換。
->逆變PWM調(diào)制：采用正弦脈寬調(diào)制（SPWM）生成高質(zhì)量的正弦波。
->逆變雙環(huán)控制：采用電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)的雙閉環(huán)控制策略，保證了系統(tǒng)帶載的穩(wěn)定性。
4. ?推挽升壓實現(xiàn)
A ->推挽驅(qū)動信號實現(xiàn)
?? 相位差180°，兩個開關(guān)管（Q1和Q2）的驅(qū)動信號必須交替導(dǎo)通，且占空比不超過50%。當(dāng)Q1為高電平時，Q2必須為低電平，反之亦然。需要配置死區(qū)時間防止兩個管子同時導(dǎo)通導(dǎo)致電源短路（直通）。搭建驅(qū)動如下：
B ->推挽升壓實現(xiàn)
將母線電壓控制到略高于變壓器變比，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)輕載閉環(huán)，重載開環(huán)，實現(xiàn)推挽最大效率轉(zhuǎn)換；使用PSIM仿真軟件搭建推挽系統(tǒng)如下：
仿真波形如下：
5. 逆變實現(xiàn)
A ->逆變雙閉環(huán)控制
雙閉環(huán)控制通過分層優(yōu)化（電流環(huán)快速響應(yīng)、電壓環(huán)精準(zhǔn)穩(wěn)壓），在動態(tài)性能、魯棒性和波形質(zhì)量之間取得平衡，是離網(wǎng)逆變器高可靠性設(shè)計的核心策略?？刂瓶蚣苋缦氯缦拢?/p>
B ->逆變閉環(huán)實現(xiàn)
逆變離網(wǎng)閉環(huán)系統(tǒng)如下:
仿真波形如下：
6. 推挽+逆變系統(tǒng)仿真
上面已經(jīng)單獨實現(xiàn)了推挽和離網(wǎng)逆變功能，只要將推挽升壓系統(tǒng)的高壓輸出接到逆變的直流輸入串聯(lián)成一個系統(tǒng)，即可完成500W離網(wǎng)逆變器的仿真。系統(tǒng)仿真如下：
仿真波形：
7. ?總結(jié)
本文先從500W離網(wǎng)逆變器拓撲選擇講起，然后對推挽驅(qū)動信號分析仿真，進而搭建推挽升壓閉環(huán)系統(tǒng)；緊接著分析了離網(wǎng)逆變使用雙閉環(huán)控制的優(yōu)點，進而搭建雙閉環(huán)離網(wǎng)逆變系統(tǒng)；最后將推挽升壓系統(tǒng)和逆變離網(wǎng)系統(tǒng)串聯(lián)成了500W逆變系統(tǒng)；