由于各工作状态的作用区间都是对称的，所以，分析-一个状态区间的情况就可以推广到其他状态。为了讨论方便起见，把图4-12所示的正六边
形电压空间矢量分成6个区域，称为扇区，如图4-13所
示的工、I、.、V，每个扇区对应的时间各为n/3。在P常规六拍逆变器中一个扇区仅由一个开关工作状态构成，实现PWM控制的做法就是把每一扇区再分成若干个对"。应于时间了。的小区间，按照上述方法插人若干个线性组合的电压空间矢量u;，以获得按正弦规律旋转的电压矢量。每一个u,实际上相当于PWM电压波形中的一个脉冲波。例如图4-12所构成的u,包含un、u、和u。三种状态，为使波形对称，把每个状态的作用时间都一分为
二，同时把u。再分配给u。和ug7;因而形成电压空间矢量的作用序列为01277210，其中0表示u。作用，1表示u。的作用..。这样，在这一个小区间的下，时间内，逆变器三相的开关状态序列为000、100、110、111、111、110、100，000，如图4-14(a)所示。图4-14 中同时表示了在这一小区间内逆变器输出的相电压波形，每一小段只表示了电压的工作状态，其时间长短可以不同，
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在一个脉冲波中，不同状态的顺序不是随便安排的，它必须遵守的原则是:每次工作状态切换时，只有一个功率器件作开关切换，这样可以尽量减少开关损耗.按照这一原则上述0127的顺序是正确的，例如01之间，由000切换到100，只有A相开关切换，如图3-50中由开关器件“4”，导通切换到“1”导通，12之间，由100切换到110，只有B相开关切换;其余可依此类推，
一个扇区内所分的小区越多，输出电压就越能逼近正弦波。图4-14给出了对***扇区分成4个小区间的电压空间矢量序列与逆变器输出三相电压波形。图4-14(a)为***、第二两个小区间的工作状态，但两个小区间的时间和1、iz是不相同的;图4-14(b)为第三、第四两个小区的工作状态，它们的t、lz也不相同
由以上分析可知，电压空间矢量控制的PWM模式具有以下特点:每个小区间均以”
到一个功率开关器件，因而开关损耗较小，利用电压空间矢量直接生成三相PWM波，该电压矢量开始和结束。在每个小区间内虽然有多次开关状态的切换，但每次切换都只毫算简便。采用电压空间矢量控制时，逆变器输出线电压基波幅值为直流侧电压，这8一般的SPWM逆变器输出电压高15%左右。
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4.2 UPS逆变器控制技术
ト一节介绍了逆变器脉冲调制策略，在已知逆变器输出电压参考信号的前提下，采用4适的调制策略可以得到逆变器桥臂的开关信号，通过驱动电路将开关信号放大以驱动逆变器功率开关管的开关状态，即可在逆变器的输出端得到期望的输出。那么如何得到逆变器输出电压的参考信号呢?这就涉及UPS逆变器宏观控制策略的问题了，该宏观控制策略的目的是根据逆变器模型，采样逆变器输入输出信号，采用适当的控制器，构建合理的闭环控制方法，得到逆变器输出参考信号(正弦)，脉冲调制策略只是控制策略的组成部分。此外，和逆变电源不同，如果市电满足一定的条件，UPS电源逆变器输出的正弦波的幅值、频率。相位就必须跟踪市电，尽可能与其保持一致，以***市电和逆变器切换过程中负载上不至于出现过大的电压跳变，实现“无缝”切换，这个过程就是“锁相”。
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由图可贝
I1
输出特性分三个区。
I /II 1可调电阻区I:UGS一定时，漏极电流ID与漏源
U_GS4 极电压UDs几乎呈线性关系。当MOSFET作为开关器件U{Gs3 应用时，工作在此区内。
U_{GS2 饱和区I:在该区中，当UGs不变时，ID几乎U{$1 随UDs的增加而加大，ID近似为一个常数。当
U_pS MoSFET用于线性放大时，则工作在此区内。
3雪崩区I:当漏源电压UDs过高时，使漏极PN 图2-32功率MOSFET的结发生雪崩击穿，漏极电流ID会急剧增加。在使用器件
输出特性时应避免出现这种情况，否则会使器件损坏。
功率MOSFET无反向阻断能力，因为当漏源电压Ups<0时，漏区PN结为正偏，漏
源间流过反向电流。因此，功率MOSFET在应用过程中，若必须承受反向电压，则MOS- FET电路中应串入快速二极管。
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(2)转移特性
转移特性是指在一定的漏极与源极电压UDs 下，功率MOSFET的漏极电流Ip和栅极电压UGs的关系曲线。如图2-33(a)所示。该特性表征功率MOSFET的栅源电压Ucs对漏极电流ID的控制能力。由图2-33(a)可见，只有当漏源电压UGS>UGS(th时，器件才导通，Ucs(t称为开启电压。图2-33(b)所示为壳温Tc对转移特性的影响。由图可见，在低电流区，功率MOSFET具有正电流温度系数，在同一栅压下，ID随温度的上升而增大；而在大电流区，功率MOSFET具有负电流温度系数，在同一栅压下，Ip随温度的上升而下降。在电力电子电路中，功率MOSFET作为开关元件通常工作于大电流开关状态，因而具有负温度系数。此特性使功率MOSFET具有较好的热稳定性，芯片热分布均匀，从而避免了由于热电恶性循环而产生的电流集中效应所导致的二次击穿现象。
2章6电力电子器件
(3)开关特性
功率MOSFET是一个近似理想的开关，具有很高的增益和极快的开关速度。这是由于它是单极型器件，依靠多数载流子导电，没有少数载流子的存储效应，与关断时间相联系的储存时间大大减小。它的开通与关断只受到极间电容影响，与极间电容的充放电情况有关。
功率MOSFET 内寄生着两种类型的电容:一种是与MOS结构有关的MOS电容，如栅源电容CGS和栅漏电容CGD；另一种是与PN结有关的电容，如漏源电容CDs。功率MOSFET极间电容的等效电路如图2-34所示。
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UPS电源逆变器的控制策略和锁相控制技术。
4.2.1单相逆变控制技术
(1)电压单环控制
最简单的单相逆变器控制是电压单环控制，图4-15给出了电压单环控制的框图电压单环控制的基本原理将逆变器输出电压有效值或幅值取样(Um)，并与相应的参考信号U。比较，其误差经过PI控制器得到有效值或幅值参考，其结果乘以基准正弦波得到目标参考电压U,，经过相应的脉宽调制策略控制逆变器开关。电压单环控制原理简单，实现方便，对线性负载能够取得不错的效果，可以有效地减小重载情况下的稳态误差。但是由于无电流和输出波形反馈，造成系统负载调整率差，动态响应缓慢，当直流侧电压或者负载
海电时，系统达到新的平衡常需要几个甚至十几个工频周期。且对于在非线性负载，逆变器输出的电压波形谱波大，总失真度较高
环控制原理简单，实现相对比较容易，在早期的静止逆变电源和UPS电源中，电压环控制策略应用较多，也伴随诞生了很多基于单环策略的集成SPWM控制芯片。随着单片机、DSP控制功能越来越强，单环控制更多地被更复杂控制策略所取代
(2)电压电流双环控制
194-16给出了电压电流双环控制的控制策略框图。可以看出，控制系统存在两个控制环，外环为电压环，内环增加了电流环。
