图5-7 主电路结构及逆变器工作波形
逆变器工作时，MOSFET 开关根据负载（或换能器）谐振频率切换，如图5-7 所示，S1、S4 与 S2、S3 分别组成两组开关、轮流导通，负载电流过零时开关切换。当逆变器工作频率等于负载谐振频率时，电路输出电压为方波、输出电流为正弦波（图5-7(b)）。电路采用零电流开关模式，开关损耗极小、du/dt 与 di/dt 应力大为下降、相应电磁干扰可以消除。
（1）频率跟踪控制电路。频率跟踪控制电路如图5-9 所示，采用 CD4046 集成锁相环实现无相差的频率跟踪控制：将负载电压或电流相位作为锁相环输入信号、锁相环输出作为逆变器驱动信号，实现逆变器对负载的频率跟踪。霍尔电流传感器检测的负载正弦电流信号经比较器 LM339 整形变换为方波信号，送入 CD4046 锁相环 14 脚，经频率跟踪控制后从 3、4 脚输出，经驱动电路形成 MOSFET 的 PWM 驱动波形，最后由脉冲变压器隔离后作为开关控制信号，分别加在 S1、S4 与 S2、S3 上，使逆变器桥臂上开关根据负载谐振频率切换。对谐振频率为定值的负载，频率跟踪技术可使逆变器在该谐振附近某一范围内调整、工作在谐振点；对频率参数变化的负载，只要其谐振频率在锁相环跟踪频率范围内，锁相电路都可实现自动跟踪与锁定。
图5-9 频率跟踪控制电路
（2）相位补偿的实现。桥式逆变器 S1、S4 与 S2、S3 在电流过零时换流，但实际电路电流采样、锁定跟踪、PWM 信号驱动都需要时间，引起驱动信号滞后负载电流一个相角度（逆变器工作于容性负载）。从电流采样到 MOSFET 完全开通约需 1.5～2.5 μs，对逆变电源而言该时间引起的负载电压与电流相位差不容忽视，它使 MOSFET 无法工作于零电流开关状态，还影响开关可靠开通与关断。
利用 CD4046 锁相环特点配合比较器实现相位补偿。CD4046 特点是输出信号占空比始终 50%、与输入信号占空比无关、输出信号上升沿触发有效；因此相位补偿电路在比较器输入正端加参考偏置电压 Up，使比较器输出信号上升沿提前 ΔT 时间。
图5-10 相位补偿原理图
相位补偿原理如图5-10 所示，经锁相环输出的控制信号相对电流提前 ΔT 时间。调节偏置电压 Up 值即可调节补偿时间值：补偿时间大于电路延时时间时负载工作于感性状态，反之容性状态，补偿时间等于电路延时时间时负载工作于谐振状态。
（3）起动电路。CD4046 锁相环上电时压控振荡器（VCO）以最低频率工作；在 VCO 控制端 9 脚加控制电压，可使 VCO 输出频率在最低与最高间变化，故可利用 VCO 输出信号作为激励信号而不必另设信号发生电路。
图5-11 启动电路原理图
图5-11 为起动电路原理图，9 脚为压控振荡器电压控制端。当控制端加电源电压（+5 V）时 VCO 输出最高频率；随 CT 充电、控制端电压逐渐降低，VCO 从最高频率滑向最低频率。只要负载固有频率在最高与最低频率之间，VCO 输出扫描频率就会引起负载谐振、锁相环进入锁定状态、起动极为容易。起动完成后二极管 VD 将起动电路与滤波电路隔离、锁相环工作于无相差自动频率跟踪状态。只要参数设计合理，起动可靠性 >90%。
（4）保护与驱动。图5-9 控制电路还设计有过流保护：谐振电流过大时采样环节得到的采样电流也会增大，若超过设计值，采样环节发出信号经处理后可封锁锁相环使其不工作，后面驱动无信号、逆变器负载谐振电流相应减小；当电流减小到正常范围时锁相环又开始工作。图5-9 中 MOSFET 驱动电路采用芯片 UC3708；为对 UC3708 输出电压钳位保护，采用 UC3611 芯片（四肖特基二极管阵列）；主电路与控制电路之间采用变压器隔离。