滞环电流控制是一种应用广泛的闭环电流跟踪控制方法。滞环控制器具有闭环调节器和脉宽调制器的双重作用，可以将误差信号直接转换为开关的PWM控制信号。滞环电流控制具有如下特点：控制方法简单，容易实现；能够实现电流的实时控制，动态性能好；电流波形中不含有特定次数的谐波分量；开关频率变化较大，给输出滤波器的设计增加了难度。在两态滞环电流跟踪控制技术基础上，结合倍频式PWM调制技术，而得到具有倍频控制效果的并网逆变器三态滞环电流跟踪控制策略。

从提高输出电流脉动频率、减小电流脉动量考虑，提高功率器件的开关频率是最直接的途径，但随之也会增加开关损耗，导致电路效率下降。倍频控制技术可实现f₀=2f，即在不增加开关频率条件下使电路获得较高的输出频率，或者在相同输出脉动要求下降低功率器件的开关频率，从而减小开关损耗。

逆变器倍频控制原理如图6-38所示，电路结构与同频式电路完全相同，差别仅在于采用了不同的控制信号状态分布。

（1）当u_s>0时，控制极脉冲序列如图6-38c所示。电路具有两种工作模式：一种模式是VI₁和VI₄导通（u_g1>0，u_g4>0），u₀=U_d，负载电流线性上升，i₀>0，负载从电源吸收能量；另一种模式是VI₁、VD₃（或VI₄、VD₂）导通，u₀=0，负载电感释放能量，负载电流下降。

（2）当u_s<0时，控制极脉冲时序如6-38d所示。电路也具有两种工作模式：一种工作模式是VI₂和VI₃导通，u₀=-U_d，i₀负向增长；另一种模式是VI₃、VD₁（或VI₂、VD₄）导通，u₀=0，负载电感释放能量，负载电流下降。输出电压平均值为U₀=-DU_d。

图6-38 倍频控制单极性PWM全桥电路

a）逆变器主电路 b）调制电路 c）输出电压正半周 d）输出电压负半周

由开关时序可见，在开关器件（如VI₁）的一个开关周期T=f^-1中，输出电压u₀已经经历了两个工作循环，对应输出电流i₀脉动了两次，也即f₀=2f；输出电压平均值为U₀=DU_d，其中占空比D=1-D₀。

在两态滞环电流跟踪控制技术基础上，结合倍频式PWM调制技术，而得到具有倍频控制效果的并网逆变器三态滞环电流跟踪控制策略。如图6-39所示，将参考电流与输出反馈电流的误差与滞环阈值H做比较，输出电流处于正半周时，当误差超过滞环的上阈值，开关管VI₁、VI₃或VI₂、VI₄导通，u_AB=0，电感电流续流并下降，使误差减小；当误差低于滞环的下阈值，开关管VI₁、VI₄导通，u_AB=+U_d，电感电流上升，使误差减小。输出电流处于负半周时，情况类似。

逆变器在两态调制下只有输入能量和回馈能量两个状态，故桥臂中点电压u_AB是双极性变化的，而三态调制下除了输入能量和回馈能量两个状态外，另有一续流状态，u_AB在半个输出周期内是单极性调制，在相同开关频率下电流脉动显然要比两态调制时小。

根据上述三态滞环调制原理，设计如图6-40所示控制开关逻辑。当输出电流处于正半周时，u_AB有+U_dc和0两种输出电平，即当开关管VI₁、VI₄导通时，u_AB=+U_dc；当开关管VI₁、VI₃或VI₂、VI₄导通时，u_AB=0。由开关时序可见，开关管的一个开关周期中，输出电压u_AB已经历了两个工作循环，实现了倍频控制功能。

图6-39 三态滞环调制原理（i_ref>0）

图6-40 三态滞环控制开关逻辑（i_ref>0）

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图6-41 三态滞环控制状态转换图

图6-41 给出了三态滞环控制状态转换关系。Q、B₁、B₂表示控制逻辑的3个输入，Q表示上一个零状态输出的类型，B₁、B₂表示参考电流的极性，A、B表示两个桥臂的工作状态，其中A表示第一个桥臂的状态，B表示第二个桥臂的状态，逻辑1表示上桥臂导通，逻辑0表示下桥臂导通。QB₁B₂/AB共有6种状态：状态5和状态6为零状态，桥臂状态AB分别为11和00，对应于上桥臂VI₁与VI₃同时导通或者下桥臂VI₂与VI₄同时导通，此时输出电压为0；状态1和状态4为正向输出状态，AB桥臂的状态为10，对应于VI₁和VI₄同时开通，等于+；状态2和状态3为负向输出状态，AB桥臂的状态为01，对应于VI₂和VI₃同时导通，等于-。需要注意的是Q的状态是变化的，每当由正向或负向输出状态进入零状态的时刻变化一次，这就保证了两个桥臂上的开关次数是相等的。

逆变器输出正向电流时，工作状态转换顺序为5→1→6→4→5；逆变器输出负向电流时，工作状态转换顺序为5→3→6→2→5。只要按上述状态转换顺序设计开关管控制逻辑，即可实现逆变器三态滞环控制，在一个周期内输出-、0、+三种电平，而在半个周期内只有两种电平，即+U_dc和0或-U_d和0。

在一个开关周期内，电感电流脉动两次。设开关周期时间为T，则T/2=t₁+t₂。在t₁时间内，开关管VI₁、VI₄导通，电感两端电压为，电感电流i_L增大。

t₂期间，开关管VI₁、VI₃导通或VI₂、VI₄导通，电感两端电压为u_AB-u_g=0-u_g=-u_g，电感电流i_L减小。

电感电流脉动一次周期为

开关管开关周期为

每半个正弦周期开关次数总和为

当电网电压值为直流侧电压的一半时达到最高开关频率：

在相同电流环宽情况下，三态滞环控制下总开关次数和最高开关频率为两态滞环的四分之一，且电流脉动小。