形uab中包含有Uin，0和-Uin三个状态，因此这种调制方式也被称为三态调制（对应得，双极性调制也被称为两态调制）
图2-3 单极性SPWM调制原理
在前面介绍的两种SPWM调制方式中，桥臂中点间输出电压的频率与器件的开关频率相同，而倍频式SPWM调制则可以在不改变器件开关频率的条件下使得桥臂中点间输出电压的频率提高一倍，从而可以在不增加开关损耗的情况下将谐波频率提高一倍，大大减小了输出滤波器的体积。
图2-4 单极性倍频SPWM调制原理
倍频调制方式的调制原理如上图2-4所示，它包含有两个基准波us1、us2并且有
us1??us2us1与载波uc
(2-5)
交截产生ug1、ug2信号而us2与载波uc 交截产生ug3、ug4信号。
?U输出电压uab的正半周实际上是由信号ug1、ug4的与逻辑决定的。
当ug1、ug4为高电平时，有T1、T4 导通而使得uabin，当ug1或ug4有。由于在正半
一个为低电平时，则有T2、T4 或者T1、T3导通而使得uab?0周内,ug1的高电平区恒宽于ug4的低电平区，所以T2、T3没有同时导通的时刻而使得输出电压uab中只包含Uin和0两个电平，而在负半周则输出图电压
uab中只包含0和?Uin两个电平，所以这也是一种三态调制。由于uab在一个在小功率逆变电路中，从降低电路成本考虑，一般采用半桥逆变主电路
载波周期内有两次状态转变，所以输出电压频率为器件开关频率的一倍。 和双极性SPWM调制的方式。而在大功率逆变器中，从减小输出滤波器体积和提高输出波形质量方面考虑，一般采用全桥逆变主电路和单极性倍频的
SPWM调制。通过综合选择，确定单极性倍频SPWM调制为本文所采取的调制方式。
2.3 LCL滤波器的设计
2.3.1 利用隔离变压器漏感确定LCL滤波
逆变电源并网运行时本质上为电流源，高开关频率会造成对电网产生污染的高次谐波，其输出电流会对电网产生严重的谐波污染。传统的网侧滤波器为L滤波器如图2-5所示，由电感L将高频电流谐波限制在一定范围之内，减小对电网的谐波污染。
LFBinverterViilVgGrid
图2-5 电感L为滤波器的单相并网逆变器
但随着功率等级的提高，特别是在中高功率的应用场合，开关频率相对较低，要使网侧电流满足相应的谐波标准所需的电感值太大[12]。这不仅使网侧电流变化率下降，系统动态响应性能降低，还会带来体积过大成本过高等一系列问题。一般的LC滤波器，虽然其结构和参数选取简单，但无法平抑输出电流的高频纹波，容易因电网阻抗的不确定性而影响滤波效果。采用LCL的结构比LC结构有更好的衰减特性，对高频分量呈高阻态，抑制电流谐波，并且同电网串联的电感L 还可以起到抑制冲击电流的作用。要达到相同的滤波效果，LCL滤波器的总电感量比L和LC滤波器小得多，有利于提高电流动态性能，同时能降低成本，减小装置的体积重量。在中大功率应用场合，LCL滤波器的优势更为明显。本章设计一种利用隔离变压器漏感的LCL滤波器，其结构如图2-6。本文对传统的LCL滤波器加以改进，利用隔离变压器漏感，减少了一个电感，在降低成本的同时显著减少并网电流的直流分量，有效抑制谐波污染，提高并网电流质量。
LFBinverteriLCi0V0TRViVgGrid
图2-6 单相并网逆变器的LCL滤波器
本文设计的利用隔离变压器漏感的LCL滤波器的并网逆变器如图2-6所示。
2.3.2 LCL滤波器数学模型及波特图分析
本文设计LCL滤波器的并网逆变器等效原理图如图2-7所示。根据等效原理图可得：
Ui(t)?R1i1(t)?L1di1(t)dt?Uc(t)
(2-6) (2-7)
(2-8)
i1(t)?i2(t)?ic(t)
Uc(t)?R2i2(t)?L2di2(t)dt?Ug(t)其中，Ui，Uc，Ug分别为输入电压，电容电压和输出电压；i1，i2，ic分别为电感L1电流，电感L2电流和电容电流。
R1L1L2R2C20uf 图2-7 LCL滤波器的等效原理图
由于LCL型滤波器在低频(约低于在滤波器谐振频率下的一半)时的表现性能和纯电感L型滤波器相近，其中电感L=L1＋L2，容易得到LCL型滤波器输出电流i2和输入电压Ui之间的传递函数为(电阻R1和R2比较小可近似为0)
G(s)?
i2(s)Ui(s)?1sL1L2?s(L1?L2)3 (2-9)
针对LCL型滤波器是三阶环节，有可能产生震荡，为了提高系统的可靠性，避免高频谐振，在滤波电容上串联一个电阻R，经推导可得该情况下逆变器输入电压Ui 与输出电流i2在静止坐标系下的函数关系式
Gc(s)?i2(s)Ui(s)?RCs?1L1L2Cs?R(L1?L2)Cs?(L1?L2)s32
(2-10)
LCL滤波环节的波特图如图2-8所示
图2-8 Gc(s)的波特图
LCL型滤波器在低频以20dB/十倍频程进行衰减，在高频则是以60dB/十倍频程进行衰减，可知该滤波器在滤出高次谐波方面效果比较好。电容器串联阻尼电阻后，系统在谐振频率处谐振幅值非常小，谐振得到了很好的抑制[13]。
2.3.3 LCL滤波器的参数设计
根据电流纹波计算
L?L1?L2L1?L2，在低频LCL滤波器可简化成电感值为
?L2的单电感滤波器，故可以用单电感L滤波器结构计算L1的近似
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