逆变器对于UPS设备至关重要，逆变器质量和性能的好坏直接影响到UPS的性能。传统的单级逆变器通常工作在降压输出状态，在应用中，多采用在其输出端变换工频变压器匝比的方法来实现进一步升压，这样就增加了功率装置的体积和重量。本文提出一种新型非隔离式的单级升压DC/AC变换电路，电路拓扑由两个Boost电路合并而成，可以通过不断改变Boost电路的占空比D来获得幅值高于直流出入电压的正弦波输出。本文对主电路原理进行了理论分析，并且采用SPWM调制方法对电路进行了仿真和实验研究，实验结果比较理想。

    1 电路拓扑及工作原理分析

    1.1 拓扑结构
    图1所示为双Boost DC/AC变换电路组成。电源U_dc、开关S₁、S₂电感L1和电容C1、电阻R组成Boost1变换电路。电源U_dc、开关S₃、S_4、电感L2和电容C₂、电阻R组成Boost2变换电路。主电路结构左右对称，C1=C2 ，L1=L2，负载R串接在两个变换器中间。通过控制双向开关的导通与关断，使两个Boost电路交替工作，从而在负载上取得交流工作电压输出的效果。功率开关S₁~S₄均为由MOSFET和二极管组成的能量可双向流动的可控开关。

    1.2工作原理分析
    图2示出双Boost DC/AC逆变器控制的工作原理。将主电路左右分解为两个升压电路的输出波形U₀₁和U₀₂均为形如正弦的直流电压，变换规律一致，但相位相差180°，因此，当二者共同作用于R上时，能在负载上产生工频交流输出电压U₀
U₀=U₀₁-U₀₂     (1)
    U₀₁、U₀₂ 、U₀的波形如图3所示。
    相关理论分析如下，就Boost DC/DC变换器而言，在电流连续的工作状态下，其平均电压间关系可表示为：U₀/U_dc=1/1-D     (2)
    两者相位差为180°，则Boost逆变器的输出电压为

    增益为

    根据式（4）可知，改变开关的占空比D可以达到控制负载电压升与降得目的。

    Boost逆变器的增益特性如图4所示。可以看出在D为0.5时，增益为0。如果控制占空比D在0.5左右变化，就可以得到交流电压输出。

    2 软件仿真和实验结果

    采用SPWM调制方法对主电路进行了仿真和实验研究，实验和仿真结果验证了理论分析的正确性。

    2.1 软件仿真结果及分析
    SPWM调制波由正弦波给定和三角载波调制而成，4个开关管的触发脉冲逻辑搭配关系为 

    由此可知，在产生一路SPWM触发脉冲后，经过简单的信号分配即可。这相对于两套电路两套触发脉冲发生逻辑的方案较为简单，在工程中也较易实现。

    仿真参数：载波频率为50kHz；调制波频率为50Hz。L1=L2=800μH，C1=C2=5μF，负载R=600Ω。图5a仿真波形为左右两套Boost电路产生的电压U₀₁、U₀₂与负载电压U₀的关系。图5b为SPWM调制中给定正弦波U_g与输出电压U₀跟踪关系对照。

    2.2 实验结果
    最后对分析及仿真结果的正确性进行了实验验证。试验参数与仿真参数相同，图6所示为实验波形。图6a为单级逆变器的给定内压Ug和输出电压U0；图6b为输出电压U0和输出电流I0波形。有图可见，实验结果与仿真结果取得了较好的吻合。

    3 结束语

    由仿真和实验结果可知，基于SPWM调制的双Boost单级DC/AC电路方案是可行的，可以实现高频功率变换情况下的单级升压和降压工频逆变输出。试验中输出电压电流波形的正弦较好，THD值也较小。笔者认为，这种单级变换的新思路可以应用到很多变换电路中。