电压型高频链逆变器的全数字化双极性双调制波控制策略

对于电压型高频链逆变器的控制,本文提出一种全数字化双极性双调制波的控制策略,主变压器传递为恒占空比为0.5的交流方波,变压器磁心利用率高.以全桥-全波拓扑为例,阐述了其工作原理,应用该策略可以在任意负载功率因数下实现原边高频逆变桥开关管件的ZVS开关,周波变换器开关管的ZCS开通和ZVZSC关断.进行了Saber仿真并制作了300VA原理样机.仿真和实验结果表明,该控制策略可以实现所有开关器件的软开关,周波变换器换流时无换流过冲,实现了自然换流.该控制策略为大容量电压型高频链逆变器的实用化奠定基础.     

ZVZCS双极性高频环节逆变器的分析研究

本文提出并分析研究了ZVZCS双极性高频环节逆变器的控制策略及工作原理。采用双载波双极性移相控制，并借助输出滤波电感电流极性选择，该逆变器解决了高频环节逆变器固有的电压过冲问题，以及换流重叠期间周波变换器的环流现象，实现了逆变桥功率器件的ZVS开关和周波变换器功率器件的ZCS开关，输出滤波电感前端得到的是双极性SPWM电压波。仿真与试验结果证实了这种逆变器的可行性。     

基于LCC负载谐振的航空静止变流器研究

以单级式单相航空静止变流器为主要研究对象,选择拓扑结构简单、适用于中小容量的全桥全波式电路结构作为主电路拓扑。针对因逆变器输出方波电压含有较大谐波导致变压器寿命减少及电磁干扰大、电磁兼容性差的问题,选择将LCC型负载谐振变换电路作为中间电压信号变换环节的方案。采用双极性双调制波SPWM控制方式,介绍了其基本工作原理。在PSIM仿真环境下建立了系统仿真模型,给出了仿真结果。根据设计搭建基于TMS320F2812 DSP的实验平台,进行硬件电路联合调试,实验结果表明全桥逆变器开关管均实现了ZVS开通,周波变换器开关管均实现了ZCS关断。     

双向电压源高频逆变器的单极性移相控制策略

对于双向电压源高频逆变器的控制问题,提出了一种新型的单极性移相控制策略,即采用单极性单调制波的控制,高频变压器直流偏磁受到抑制,磁芯利用率高。阐述了全桥全波式高频逆变器主电路拓扑的工作原理,应用该策略可以实现变压器漏感能量和输出滤波电感电流的自然换流,周波变换器功率开关的ZVS工作。详细分析了逆变器在一个高频开关周期内的10个工作模态电路,讨论了关键电路参数的设计原则。进行了MTLAB仿真分析,其结果表明,该控制策略实现了功率双向流动,变换效率高,周波变换器实现了ZVS换流,输出正弦电压波的正负对称性好,且易于工程实现。     

一种采用无损有源箝位辅助电路的软开关高频链DC-AC变换器

提出一种采用无损有源箝位辅助电路的移相脉宽调制(phase shifted pulse width modulation,PSPWM)高频链DC-AC变换器。相比于当前的两级逆变技术,该变换器实现了单级功率变换,省去了两级逆变器中的DC-DC变换器,减小了变换器复杂度。该变换器采用双极性PSPWM调制,输出电压的总谐波失真(total harmonic distortion,THD)较低。在目前技术中,双向开关管在双极性调制下较难实现软开关。提出一种无损有源箝位电路,箝位变压器和双向开关管两端电压,实现了双向开关管的软开关,提高了变换器效率。分析该变换器的调制方法、工作模态及变换器软开关过程,通过搭建一台200W的实验样机,验证理论分析的正确性。实验结果显示,提出的变换器的峰值效率可达92.25%,输出电压THD在0.02~20k Hz宽范围内均低于0.22%。     

全桥电流源高频链逆变器

全桥电流源高频链逆变器基于Ｆｌｙｂａｃｋ变换器,由全桥高逆变器、高频变压器和调波变换器三部分组成。其高频变压器不仅能实现电了事离和电压增益的调整功能,而且还能存储能量。该逆变器解决了电压源高频链逆变器固有的电压过冲冲问题,降低了周波变换器的开关损耗,简化了高频变压器的结构,减低了逆变器的开关电压应力。本文介绍了其拓扑结构,工作原理、控制方案和简要的设计,仿真结果和机机的实验结果证明逆变器具有下述估     

全桥电流源高频链逆变器

全桥电流源高频链逆变器基于Flyback变换器,由全桥高频逆变器、高频变压器和周波变换器三部分组成。其高频变压器不仅能实现电隔离和电压增益的调整功能,而且还能存储能量。该逆变器解决了电压源高频链逆变器固有的电压过冲问题,降低了周波变换器的开关损耗,简化了高频变压器的结构,减低了逆变器的开关电压应力。本文介绍了其拓扑结构、工作原理、控制方案和简要的设计。仿真结果和样机的实验结果证明该逆变器具有下述优点：紧凑的拓扑结构、简单的控制方案和高频变压器结构、良好的动态响应、带非线性负载能力和低开关电压应力。     

单相高频链逆变器的解结耦单极性移相调制及其死区优化

单相高频链逆变拓扑由高频变压器、一次侧高频逆变器、二次侧矩阵/周波变换器和输出滤波器构成,既有隔离型功率变换及能量双向流动的优点,也有双向开关换流控制难度高的缺点。针对此拓扑提出一种解结耦单极性移相调制策略,能够无需借助辅助电路与功率管的重叠换流技术,即可实现周波变换器中所有功率管的零电压开关(ZVS)自然换流及滤波电感无过电压冲击自然续流。在此基础上,研究了一种优化死区设置方法,有效地改善了单极性移相调制策略存在的输出电压过零点邻域畸变问题,弥补了死区效应所导致的输入电压利用率低以及输出电压谐波含量大的缺点。理论分析、仿真及实验验证了所提解结耦单极性移相调制策略及优化死区设置方法的可行性和有效性。     

单极性移相控制矩阵式高频链逆变器控制方法

提出了一种针对矩阵变换器的新型控制策略。通过将常规的SPWM波进行软化处理后,引入脉冲密度调制方式将软化的SPWM波与逆变桥生成的高频正负脉冲进行同步,对同步后的双极性高频脉冲信号分别进行正负极性调制,对调制后生成的软化同步高频脉冲信号进行逻辑处理后作为矩阵变换器功率开关管的驱动信号。此驱动信号可使矩阵变换器的开关管在移相全桥电路生成的电压凹槽处换相,实现了零电压换相。利用Saber软件对电路进行了仿真研究,仿真结果验证了该控制策略的可行性。     

高频链矩阵变换器解结耦调制策略在风电场中的应用

由于风电场运行的波动性和不确定性,使高频链矩阵变换器输出侧电压电流谐波含量较高。为此,提出一种应用于风电场运行的高频链矩阵变换器解结耦调制策略。基于解结耦调制思想从单向可控开关的角度分析由双向开关组成的矩阵变换器,并引入极性选择信号实现拓扑解耦。进而通过优化空间矢量信号与极性选择信号的逻辑组合,进一步优化双向开关驱动逻辑,降低换流难度,使得矩阵变换器输出电压电流谐波含量明显减少,改善了电能质量。Matlab/Simulink仿真验证了所提调制策略的有效性与可行性。     

双Boost逆变及用于高频链矩阵式逆变器

适应高频链能量变换的特点,提出一种新型双Boost高频逆变电路,该拓扑由两个全控开关和两个储能电感构成,通过占空比大于0.5的控制方法实现高频升压及逆变输出.相对普通的全桥高频逆变电路,该拓扑可减少开关个数以提高变换效率,缩小高频变压器变比进而减小其体积和分布参数,因此可广泛应用于具有高频逆变要求的电路中.在分析其结构特点及工作原理的基础上,提出一种以双Boost高频逆变电路与典型三相输出型高频链矩阵变换器相结合的新拓扑,详细分析了Boost电感电流连续模式(CCM)下该电路高频开关周期内的工作状态,给出了相应的仿真和实验波形,结果证实了该拓扑在高频链能量变换器中应用的可行性及其控制方案的合理性.     

F28335DSP控制双向Buck型高频环节逆变器

本文主要研究了以桥式-周波变换器为主电路拓扑、DSP为主控制芯片的高频环节逆变器。阐述了移相SPWM调制原理和控制方法,并介绍了基于DSP该控制策略的实现方案,应用PSIM软件对系统进行了数字仿真并搭建了原理试验装置,最后给出了仿真及原理实验波形。研究结果表明,数字控制下该变换器具有良好的静、动态性能,波形质量好,总谐波畸变率THD小,电压环跟随特性好。     

新型高频链逆变器的设计与实现

双向高频环节逆变器具有双向功率流、高频电气隔离、拓扑简洁、功率变换级数少等优点,特别适用于要求双向功率流的逆变场合。本文深入研究了一种新型的双向高频环节逆变器的电路结构、拓扑与移相控制策略,对逆变器稳态原理进行了分析,并给出了关键电路参数的设计准则。原理试验结果证实了理论分析的正确性。     

Induction-heated cooking appliance using new quasi-resonant ZVS-PWMinverter with power factor correction

This paper presents a new prototype of a voltage-fed quasi-load resonant inverter with a constant-frequency variable-power (CFVP) regulation scheme, which is developed for the next-generation high-frequency high-power induction-heated (IH) cooking appliances in household applications. This application-specific high-frequency single-ended push-pull inverter using new-generation specially designed insulated gate bipolar transistors (IGBTs) can efficiently operate under a principle of zero-voltage switching pulsewidth modulation (ZVS-PWM) strategy. This low-cost soft-switching inverter using reverse-conducting and reverse-blocking IGBTs is more suitable for multiple-burner-type induction-heating cooking appliances. The operating principle and unique features of a new resonant ZVS-PWM inverter circuit topology is originally described, together with its steady-state power regulation characteristics, which are illustrated on the basis of its computer-aided simulation and experimental results. The ZVS operation condition on power regulation, loss analysis of new IGBTs incorporated into this inverter, and its active filtering performance are discussed for IH cooking appliances     

高频链逆变器的全数字化混合SPWPM控制策略研究

对于高频链逆变器的控制,本文提出一种全数字化混合式正弦脉冲脉位调制(HSPWPM)控制策略,主变压器传递高频SPWPM波,根据输出电压和电流的极性对周波变换器的驱动逻辑进行分段控制,周波变换器的驱动脉冲为低频和高频调制的混合,推导了要满足电感电流磁通连续条件.介绍了该方法的工作原理,用Saber进行了仿真并制作了全桥-全波拓扑结构的300VA原理样机,仿真结果和实验验证了所提出方法的可行性,为进一步提高高频链逆变器的变换效率提供了一种新的方法.     

新型高频环节逆变器研究

双向高频环节逆变器具有双向功率流、高频电气隔离、拓扑简洁、功率变换级数少等优点,特别适用于要求双向功率流的逆变场合。深入研究了一种新型的双向高频环节逆变器的电路结构、拓扑与移相控制策略,对逆变器稳态原理进行了分析,并给出了关键电路参数的设计准则。原理试验结果证实了理论分析的正确性。     

适合高输入电压的高频隔离逆变器

不带变压器的逆变器缺少电气隔离,安全程度较低。将高频隔离环节引入多电平逆变器,在具备输出电压质量高、开关管电压应力低等多电平逆变器优点的同时,实现高频电气隔离,提高安全程度,因此适用于较高输入电压的应用场合。对此,文中提出一种高频隔离九电平逆变拓扑,分析该拓扑的工作模态,设计多重载波调制策略,研究直流侧电容电压与母线电流间存在的关系,并据此设计出对电容电压存在相反影响的2种开关序列,给出直流侧电容电压均衡策略。最后,在Power Simulation中搭建仿真模型,并制作1 kVA的实验样机,仿真和实验结果验证了所提新型拓扑、控制方法及均压策略的正确性和可行性。     

差动Buck直流斩波器型高频链逆变器研究

分析了直流斩波器型高频逆变电路拓扑和原理特性,设计了一种差动Buck直流斩波器型高频链逆变器,该逆变器以两组隔离型双向Buck直流斩波器为核心,结合了正弦脉宽调制(SPWM)控制,使输出端产生高质量的正弦电压.仿真结果表明,该逆变器具有电路拓扑简洁、双向功率传输、控制方式简单等特点.     

五开关H桥逆变器改进PWM控制方法的研究

针对传统级联五电平逆变器所需开关器件较多的问题,介绍了一种由1个辅助开关电路与H桥电路相结合的五开关H桥逆变器拓扑。根据该拓扑工作原理的特点,对其脉宽调制PWM策略进行了研究,提出了一种基于载波移相脉宽调制的改进型PWM控制方法。该方法依据两单元H桥级联,通过单极倍频CPSPWM方法得到五电平相电压的波形,并把该五电平电压波形作为五开关H桥逆变器的输出目标波形,再结合逆变器的4种工作模式来逆向推导出PWM脉冲信号。最后通过仿真和实验研究证明了该拓扑结构和控制方法的可行性与有效性。