1概述

    随着各种各样的逆变电源的应用越来越广泛，对逆变器的研究也日益深入。目前，应用最多的为输出工频220V的逆变器，它广泛应用在各种不间断电源（UPS）、小型太阳能逆变电源及通讯用逆变电源中。

    现在的逆变器一般都带有前级DC/DC变换器，原因包括以下几个方面：

    （1）为了达到交流220V的输出，逆变器直流侧输入电压幅值至少为315V。除很少数情况外，一般逆变电源的输入电压都远低于此值。这样，为了达到输入输出电压的匹配，增加一级DC/DC升压电路。

    （2）一般电源都要求输入输出电气隔离。一种方法是在交流输出侧采用工频变压器隔离，但这样做增加了电源本身的体积和成本。另一种方法就是增加一级DC/DC隔离变换器。由于采用高频隔离，大大降低了电源的体积和成本。

    （3）大多数逆变电源的输入为交流电网。如果采用直接整流滤波的方式，输入功率因数很低。为了提高输入功率因数，逆变器前级需要增加功率因数校正电路。

    （4）在一些对输出电压质量要求不是太高的的场合，如家用太阳能、风能逆变电源，为了降低成本，提高可靠性，逆变器本身采用开环控制。为了达到输出稳压的目的，要求逆变器的输入电压是非常稳定的直流电压。这样，逆变器前级必须是闭环控制的DC/DC稳压变换器。

    对于直流变换器来说，逆变器是一个特殊的非线性负载，它直接影响前级DC/DC变换器的稳压效果。反过来，又进一步影响到逆变器的交流输出效果。本文针对所研制的小型太阳能、风能逆变电源，研究了两级变换器连接中存在的问题，提出了一种实用的解决方法。

    2逆变器的输入特性研究

    典型的逆变器主电路结构如图1所示。

    为了减小输出谐波，逆变器一般都采用双极性SPWM调制，即逆变桥的对管是互补高频开通和关断的。由于后级滤波电感Lf存在，电感电流为输出低频交流电，每半个周波内电感电流iL方向保持不变。这样就造成逆变桥输入电流为高频交变电流，具体如下：当iL为正时，S2、S3导通输入电流iin为正，S1、S4导通输入电流iin为负；当iL为负时，S2、S3导通输入电流iin为负，S1、S4导通输入电流iin为正。各电流波形与驱动脉冲的对应关系如图2所示。

    （a）输出电感电流（b）SPWM波（c）输入电流

    由图2可见，逆变器输入电流并不是真正的直流电流，除直流成分外，还含有很大成分的两倍输出频率的交流分量和少量的高频交流分量。如果将DC/DC变换器的输出直接与逆变器相连，则逆变器的这种输入电流的低频和高频交流成分必然会对变换器造成一定的影响：低频交流分量相当于直流变换器在始终突加减载，使其一直处于动态调节过程中；高频交流分量则直接对直流变换器的控制电路造成干扰，影响变换器的正常工作。其结果是造成DC/DC变换器工作不稳定，噪声加重，输出纹波变大，甚至造成电源不能稳压。