零电压零电流谐振极型软开关逆变器

提出一种新型的零电压零电流谐振极型软开关逆变器,可在主功率器件开通和关断时,同时实现零电压和零电流,因此对于内部电容不能忽略的器件,减小了其容性开通损耗,当IGBT作为主功率器件时,亦减小了其拖尾电流引起的损耗,主功率器件真正实现了无损耗换相.此外,续流二极管的反向恢复损耗被降低到最小,辅助开关也实现了零电流开关.对其工作原理进行了分析,给出了不同工作模式下的等效电路图.制作了一台1 kW的实验样机,实验结果验证了该软开关逆变器的有效性.     

谐振过渡软开关单相PWM并网逆变器

分析了对小功率光伏并网逆变器拓扑结构的要求,简单介绍了几种典型的并网逆变器的拓扑结构,指出了各个拓扑结构的优缺点、效率和适用场合。给出了一种利用软开关技术的单相全桥并网逆变器的拓扑结构(DC/AC),分析了其工作过程,通过谐振可以实现主功率开关的零电压开通和关断,而且辅助开关和二极管都是零电流开通和关断,大大减小了功率器件的开关损耗,提高了逆变器的效率。最后,介绍了开关器件的选择问题。     

功率二极管在大容量逆变器中的开关特性研究

功率二极管是电力电子变换电路中重要开关器件。在大容量逆变变换电路中高功率二极管表现出较强的非理想开关特性。在分析二极管正、反向恢复特性产生机理的基础上,研究了逆变器在换流过程中箝位二极管和续流二极管的非理想特性与电路之间的相互影响,并进一步研究了功率二极管反向恢复过程中发生电压振荡的原因及解决方法。实验结果表明,功率二极管非理想特性是其固有特性,其与主动器件之间存在高脉冲能级的瞬态互动关系,因此在设计大容量逆变器时,设计者需对二极管的非理想特性引起足够重视。     

同步整流反激逆变器研究

研究了由两路双向反激直流变换器输入并联输出串联构成的反激逆变器。在连续工作模式的反激逆变器的基础上，提出同步整流控制方案，即输出功率较大时实现同步整流，较小时实现零电压开通，大大简化了传统电流源高频链逆变器的控制方案，从而有效地降低了整流二极管导通损耗，将整机效率提高到85.8%。研究内容包括工作模式、控制策略、关键参数设计准则、同步整流或零电压开通的实现和边界问题。原理试验样机验证了该逆变器及其控制策略的正确性和先进性，证实其适合于低压大电流变换场合。     

一种优化的反激式微逆变器有源钳位控制方式

针对反激式并网微型逆变器有源钳位电路,通过分析其工作过程,给出了反激输出侧二极管与辅助开关管体二极管的导通时刻以及两者导通先后顺序判断及其理论依据,提出了一种优化的控制方式.通过适时地控制辅助开关管的导通与关断,在实现主、辅开关管的零电压开关(ZVS)以及反激输出侧二极管的零电流开关(ZCS)的基础上,进一步实现主、辅开关管体二极管的ZCS,最大限度地降低了系统的开关损耗.最后,仿真结果验证了有源钳位控制方式的正确性.     

移相全桥零电压倍压整流SPWM逆变器

针对离网式太阳能光伏产品中升压比和效率不高等问题,提出了移相全桥零电压倍压整流SPWM逆变器。倍压整流电路将变压器副边电压整流升压,提高了整个系统的升压比。使用UC3879进行移相控制,利用开关管的反并二极管实现开关管的零电压开通,减少开关损耗,提高效率。分析了该拓扑的运行机理和工作模态,通过实验得到了逆变器相关波形和不同负载下的效率,验证了该逆变器方案的正确性和可实现性。     

结构简单的谐振极型零电流软开关逆变器

针对谐振极型零电流软开关逆变器的拓扑电路的辅助开关较多所导致的逆变器体积大、成本高、效率低以及控制策略复杂等问题,提出一种结构简单的谐振极型零电流软开关逆变器拓扑电路,逆变器的每一相仅使用了1个辅助开关、1个谐振电感、1个谐振电容和2个辅助二极管来完成电路谐振。因此,该拓扑电路可以减小逆变器体积,降低成本,简化控制策略和提高效率。分析了逆变器在不同模式下的工作原理,给出了软开关实现条件和实际参数设计过程,建立了辅助电路功率损耗的数学模型。制作了一台2 k W的单相实验样机和一台6 k W的三相实验样机,实验结果表明该逆变器的主开关和辅助开关器件都可以实现零电流软开关。该软开关逆变器可以降低损耗和提高效率。     

无刷直流电动机驱动系统的新型逆变结构

提出了简化的无刷直流电动机驱动逆变结构。新方案中，使用的功率开关管和续流二极管的数目均比传统的桥式逆变结构减少一半，并具有无直通优点。分析了两相和三相的简化逆变电路，并给出了数字仿真和样机实验结果。     

一种改进的零电压零电流倍流整流变换器

提出一种改进型的移相全桥零电压零电流倍流整流变换器.采用变压器和隔直电容串联,滞后桥臂串联二极管,使其超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断,与滞后桥臂串联的二极管也实现零电流关断,二次侧整流二极管也是自然关断,变换器所有的功率器件都有较大的软开关范围,文中还简单讨论了软开关范围和参数设计.最后,采用峰值电流控制,电压外环、电流内环的控制方案,研制2.5kW的软开关全桥变换器,并给出实验结果.     

新型ZCT-PWM软斩波调功逆变电源的研究

介绍一种用于逆变电源功率调节的新型零电流转换-脉宽调制(Zero Current Transition-Pulse Width Modulation,简称ZCT-PWM)直流斩波器,与传统Buck-PWM斩波器相比,增加了一个辅助功率开关器件及谐振电感和谐振电容等,克服了传统ZCT-PWM斩波器不能零电流开通(ZCS)和负载续流二极管不能软关断的缺点.该斩波器具有开关损耗低,结构简单,控制方便等优点,适合用于以IGBT为开关器件的高频电源场合.采用高速IGBT开关器件设计了一台5kW/50kHz逆变电源样机.实验结果表明,该样机能高效、可靠地运行在高频大负载变化范围内.     

一种新型无源软开关三电平逆变器

软开关技术可以最大限度提高效率和功率密度,是满足工业应用高功率和高频化要求的最佳选择。但目前三电平逆变领域软开关技术鲜有应用且缺点尚多,如辅助开关器件繁多、控制复杂化、振荡以及开关管电压应力大等。提出一种新型无源软开关三电平逆变器,辅助电路简单且无需改变调制方式,能够平稳实现所有开关管的零电压关断和零电流开通。依据各模态的等效电路,详述了所提软开关逆变器的工作原理,总结了软开关实现的基本条件。最后,原理样机试验表明该软开关逆变器能够实现所有功率管的软开关动作,功率管电压应力限制在安全裕度以内,中点电压波动较小,换流过程不会出现高频振荡。     

复合开关投切时电容上的能量分析

基于复合开关投切电容器的无功补偿装置采用过零投切的复合开关模块投切电容器,晶闸管在电压过零时导通,电流过零时关断,避免了合闸涌流的冲击。本文对晶闸管投切时电容器上的能量分布进行了详细的分析,找出晶闸管最佳开通和关断时间,确保晶闸管导通时无合闸冲击电流。     

一种新型有源次级钳位全桥零电压零电流软开关PWM变换器

提出了一种新型的全桥移相零电压零电流变换器拓扑结构。新的变换器通过导通副边辅助电路中的钳位MOSFET,使得滤波电感两端电压被钳位为零,输出滤波电容的电压全部作用在原边漏感上,实现原边电流的迅速复位,从而创造出良好的滞后臂零电流开关(zero current switching,ZCS)条件。新拓扑在有效零电压零电流开关(zero voltage zero current switching,ZVZCS)范围,最大占空比等方面都优于其它拓扑结构。该文详细分析了新拓扑的工作过程和各项特性,并试制样机,验证了理论分析的正确性和新拓扑的有效性。理论分析和实验结果都证实了新拓扑非常适合中大功率场合应用。     

复合开关投切时电容上的能量分析

基于复合开关投切电容器的无功补偿装置采用过零投切的复合开关模块投切电容器，晶闸管在电压过零时导通，电流过零时关断，避免了合闸涌流的冲击。本文对晶闸管投切时电容器上的能量分布进行了详细的分析，找出晶闸管最佳开通和关断时间，确保晶闸管导通时无合闸冲击电流。     

输入串联输出等效并联多逆变器驱动的高压大功率无线电能传输系统研究

提升逆变器输入侧直流电压源的电压等级,是实现更大功率无线电能传输的可行方案之一。但单个开关器件的额定电压有限,满足不了更高输入电压的需求。为此,文章设计了一种输入串联输出等效并联多逆变器驱动的高压大功率无线电能传输系统。该系统采用多个逆变器串联以承担较高的输入直流电压,同时每个逆变器驱动一个独立的发送线圈向同一个接收线圈发送功率。文章在考虑多个发送线圈之间互感的情况下对该系统的谐振电路参数进行了设计,分析在零相差(Zero Phase Angle,ZPA)及非零相差两个条件下系统的电流和功率输出能力,发现了运行角频率及互感的乘积对系统输出能力具有重要影响。开发出由三个逆变器串联驱动的无线电能传输样机,在750 V直流输入条件下获得最大38. 4 kW的无线电能传输功率,效率达88. 7%。     

电机驱动用新型谐振直流环节电压源逆变器

为了实现电机控制系统的高功率密度和高性能运行,必须提高逆变器的工作频率以提高功率变换器的效率和增强性能。然而,较高的工作频率会引起严重的电磁干扰和开关损耗从而导致系统整体效率降低。软开关技术被认为是解决上述问题的有效方法,结合软开关技术的优点和脉宽调制(pulse width modulation, PWM)控制的特点,提出了一种新的用于电机驱动系统的谐振直流环节软开关电压源逆变器,通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,实现了逆变桥开关器件的PWM软开关动作,同时,辅助谐振单元的开关也为软开关操作。文中阐述了该软开关逆变器拓扑的动作时序和动作模式,并对软开关动作时序的瞬态过渡过程进行了数学分析。对提出的新型软开关逆变器驱动无刷直流电机进行了仿真和实验研究,结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性。     

HL-2A装置欧姆电源的变流器状态检测器

简要介绍了HL-2A装置的欧姆电源系统及其逻辑无环流工作方式,其中变流器状态检测器通过测量每个晶闸管的开通或关断状态来判断变流器的输出电流是否为零.由于第一版检测器的精度和可靠性并不高,为此对检测器进行了改进并给出了实验结果.目前第二版的检测器取得了较好的性能,响应时间约为1 ms,并且在电源工作异常的情况下也能准确反映变流器的状态.     

一种带有软开关缓冲电路的变流器

为提高变流器的能量转移能力,降低控制电路的复杂性,提出一种适用于升压变流器的新的有源软开关缓冲电路。该电路利用辅助开关来参与能量转移;且升压变流器和缓冲器的开关能以零电压切换(ZV S)关断和零电流切换(ZCS)导通的方式工作。虽然流过升压变流器和缓冲器开关的电流不同,但这些开关在导通的大部分时间里并联运行,因此缓冲器开关参与了从电源到输出的能量转移。两个开关采用相同的控制信号和非隔离的门极驱动电路,控制电路十分简单、可靠。该方法通过一个3.2 kW升压变流器原型的实验结果得到证实。     

基于双绕组反激变压器的单级Buck-Boost逆变器

提出一种基于双绕组反激变压器的单级Buck-Boost逆变器。该逆变器仅使用三个开关器件,结构简单,可靠性高。由于只经过一级能量变换,损耗小,效率高,并且利用谐振环节实现所有开关的零电流开通(ZCS),减少了开关损耗,进一步提高了效率。基于能量平衡的原理,对所提逆变器采用SPWM控制方法,得到高质量的正弦电压。设计并实现了一台1 kW的原理样机,实验结果充分验证了所提逆变器的正确性和有效性。     

Soft switching based on analysis of transient and steady-state characteristics: Application to a single-ended high-frequency inverter

A single-ended resonant-type high-frequency inverter using a static induction transistor (SIT) described in this paper can be performed as a zero current switching (ZCS) operation without dc reactor. The SIT high-frequency inverter is a low-cost one which has no transformer and it would be developed for a high-intensity ultrasonic power supply and dc-dc converter. The circuit operation regions, not only ZCS but also ZCS-ZVS (zero current switching and zero voltage switching), were elucidated in the normalized plane. The characteristics of the inverter including the power control by frequency regulation were discussed. Furthermore, the switching characteristics in the transient-state were investigated. These characteristics were substantiated on the basis of the numerical analysis and experimental results.