逆变器软开关技术的发展和现状

介绍了DC/AC逆变器软开关的发展和现状,以及实现逆变器软开关的基本电路,包括谐振DC环节方式电路、谐振极方式电路、负载谐振方式电路、辅助谐振缓冲电路、主辅开关电路、载波控制逆变电路等,列出了它们的基本电路拓扑图。同时,对拓扑图进行了简单的分析。最后,对逆变器软开关的发展方向提出看法。     

基于软开关技术的级联式逆变器仿真研究

为解决目前级联式逆变器的开关器件均工作在硬开关状态而造成较高开关损耗的问题,提出了一种带有直流环节并联谐振型软开关辅助谐振电路的三相桥式逆变单元与2级H桥逆变单元相串联的混合级联逆变拓扑结构。主级逆变单元开关频率比副级逆变单元的开关频率高一个数量级,在保证逆变电路整体输出效果的前提下,软开关的加入有效地降低了逆变电路的开关损耗。利用Matlab/Simulink仿真软件对所提电路进行了仿真研究,并对仿真结果进行了傅里叶分析,证明了所提拓扑结构的正确性。     

一种移相控制的无线输电系统效率优化方法

为提升无线输电系统的效率,需使逆变电路尽可能工作在软开关状态以及工作频率尽可能靠近谐振点。基于上述原理,分析了逆变电路进入软开关状态的根本条件,并结合无线输电系统的无线传输效率特性得出了一种移相控制的无线输电系统效率优化方法。通过控制逆变电路的工作频率,使其工作在靠近无线输电系统谐振点的最大感抗点中,使电路在移相控制的控制方式下更加容易地进入软开关状态,从而减少开关损耗,提升了无线输电系统的工作效率。仿真结果表明了控制方法的正确性,最后采用一套650 W无线输电系统进行了试验验证,仿真以及试验结果均能使无线输电系统降低损耗2 W以上,表明该控制方法应用于无线输电系统能够提升系统效率。     

基于LCC谐振的恒频移相高频链逆变器研究

本文将移相控制、LCC谐振电路与SPWM控制技术有机结合,提出了一种单相软开关高频链逆变电路拓扑,它主要由单极性移相控制逆变器、LCC谐振电路、高频变压器、周波变流器和低通滤波器组成.在深入分析了它的工作原理、控制方法及电流连续条件下的工作模式基础上,针对阻性负载进行了开环实验,实验结果证明了该电路拓扑的正确性和可行性.     

一种软开关交错式三电平逆变电路的研究

通过在传统三电平逆变电路的上、下功率管上各并联一个交错式工作的功率管,构成一种输入输出纹波电流倍频的交错式三电平逆变电路。描述了该电路的PWM方式,通过在各交错并联的功率管支路上串联一个限流电感,实现了交错并联各功率管的零电流开通,并降低了续流二极管的反向恢复电流。阐述了电路各阶段的工作原理,分析了限流电感值的影响及设计问题。同理推导得出另一种软开关交错式NPC逆变电路。设计了一台2kVA的样机,实验波形验证了理论分析的正确性。     

一种新颖的零电压开关全桥逆变器

提出了一种新颖的零电压开关全桥逆变器电路,在单H桥逆变电路的直流侧增加有源箝位软开关支路,可以实现所有开关管的零电压开通,同时由于谐振电感的存在,还可以抑制主开关管的反并联二极管反向恢复电流,从而降低逆变器的开通损耗和反向恢复损耗。本文较为详细地分析了电路实现软开关的各个过程,并从理论上计算了软开关实现条件,最后搭建了300W的实验样机进行了实验验证。     

高压电容器充电电源谐振变换器的定频控制

为有效控制高压电容器高频恒流充电电源谐振变换电路的开关频率,研制了定频控制(占空比为50%,开关频率在整个充电过程中保持不变)的20 kW高压电容器充电装置逆变电路开关电路。通过提出的充电电源电路的并联负载谐振(PLR)DC-DC变换电路的等效电路模型,研究了充电电源装置的恒流充电原理,找出了电容充电初始阶段谐振电流和开关频率的数值关系。实验研究结果表明,当谐振变换电路开关频率接近于等效电路固有谐振频率的奇数分之一时,产生较大的谐振电流;为了实现谐振变换电路开关器件的零电流开通和关断,开关频率的大小始终可控制在小于等效电路固有谐振频率的1/2的范围之内。     

介质阻挡放电负载调功原理分析

利用电路谐振产生高频高幅值的正弦波电压的介质阻挡放电电源,通过调整电源的逆变电路的直流输入电压,同时逆变电路开关频率跟踪电路谐振频率,可以实现介质阻挡放电负载功率的近似线性调整。研究表明,随着逆变器直流输入电压的增加,负载放电电流逐渐增大,负载功率逐渐接近于给定直流电压下的电源输出的最大功率,负载功率因数逐渐增大,逆变器输出因数逐渐接近于1,电源效率逐渐增加。     

谐振式无线电能传输系统软开关的实现与研究

针对目前无线电能传输(WPT)系统发射端逆变电路结构复杂,逆变器中滞后臂实现软开关困难等问题,将磁耦合谐振零电流开关(ZCS)全桥DC/DC变换器应用到WPT系统,实现开关管的软开关。该系统无需添加任何辅助电路即可实现发射端全桥逆变器的零电压零电流开关(ZVZCS)和接收端整流二极管的ZCS,结构简单,初次级电流应力小。设计了1 kW,200 kHz的WPT系统实验平台,仿真和实验结果表明由于软开关的实现,使系统有较好的传输性能,传输效率高达97.89%。     

三相软开关PWM逆变器载波方式的选择

详细阐述不同载波方式对PWM逆变器输出特性的影响。指出三角载波用于硬开关PWM逆变器时 ,由于死区时间的影响 ,其输出电压电流在基波频域中含有谐波成分 ;软开关PWM逆变器如果也采用三角载波 ,则不但难以控制谐振电路的起振时间 ,而且谐振电路损耗大 ,直流电压的利用率低 ;硬开关PWM逆变器采用锯齿载波调制 ,必将导致严重的电流波形失真 ;软开关PWM逆变器交替使用正负斜率锯齿载波 ,不但谐振电路的起振时间容易控制 ,而且不会导致由死区时间引起的输出电压电流波形的失真     

基于DSP的Boost PFC软开关变换器研究

详细分析了一种新颖的Boost软开关变换器,在传统的Boost变换器基础上加上缓冲元件电感和电容,从而实现开关管的零电流开通和零电压关断。提出了基于DSP的新型控制算法,该算法仅需在一个开关周期内采样负载电流和输入电压来计算占空比,实现功率因数校正(PFC)的目的,控制简单,实时性好。实验结果表明,该新型的变换器工作在软开关模式下,并且实现输入侧的单位功率因数。     

输入串联输出并联变换器的控制器设计及稳定性分析方法

输入串联输出并联(ISOP)变换器具有低电压、电流应力、模块化等优点,在高压至低压的功率变换领域得到广泛的应用。以输入电压平衡作为基本控制思想,结合ISOP变换器的等效双闭环控制框图,提出了相应的控制器设计方法及稳定性分析方法,在简化了控制器设计流程的同时提高了稳定性分析的可靠性。为了验证该方法的有效性,选取了双向高效能软开关DC-DC变换器——全桥LLC谐振变换器作为研究对象,对其小信号控制模型进行了进一步的推导和完善,并结合实例,完成了控制器的设计和稳定性的分析。最后,搭建了基于全桥LLC谐振变换器的2单元ISOP变换器实验平台,从起机过程、负载切换过程和功率平衡效果3个方面对上述结论进行了实验验证。     

一种简化的LLC谐振变换器小信号分析方法

串联LLC谐振变换器由于其高效率、高功率密度和软开关特性,成为备受关注的DC/DC拓扑.谐振电路因其工作的复杂性,很难建立准确的小信号模型,因此控制器设计困难.这里提出基于时域仿真建立简化小信号模型的方法,设计了一台1 kW的实验样机,通过实验验证了该方法的有效性.     

基于三相双开关PFC电路的高功率因数软开关电源

针对传统开关电源输入功率因数低、谐波含量高、开关损耗大等缺点,提出了一款基于三相双开关PFC电路的高功率因数软开关电源.本文研究了三相双开关PFC电路的六种工作模态,分析了移相全桥ZVS PWM变换电路实现谐振软开关的原理,提出一种高功率因数软开关电源实用电路,并进行了仿真验证及电路实现.实验结果表明,实验电路能够有效...     

新型微波炉电源中ZVS高频变换器的设计及实现

研究了一种应用于新型微波炉电源的ZVS高频变换器;基于谐振变换的交流等效电路以及微波炉负载类型,推导出准谐振电路关键部分即谐振电容和电感的值,并对电路的其他的参数进行了设计。根据所计算出的参数试制了样机,实验结果表明,所设计的变换器实现了对微波炉磁控管的软开关控制,达到了预期设计要求。     

一种软开关全桥Boost变换器的参数设计

给出了一种软开关全桥Boost变换器的参数设计方法。该变换器利用变压器漏感与电容谐振实现开关管软开关,是调频控制型变换器。变换器的软开关运行受限于谐振频率和开关管驱动信号。详细介绍了变换器的参数设计流程,并根据课题需要进行了实例设计,最后利用PSpice软件仿真验证实例设计结果的正确性。     

二极管反向恢复时间对LLC变换器性能的研究

LLC谐振变换器的最大优点是利用自身的谐振特性同时实现主开关管与次级整流二极管的软开关。从变换器整流二极管反向恢复时间出发,介绍了一种延长谐振槽路三元件共同谐振时间的方法,使得变换器工作于第二谐振区域时,二极管在交替导通间隔期间得到充分反向恢复,以降低反向恢复损耗。根据该参数优化的方法制作了一台额定功率210 W的半桥LLC谐振变换器样机,并通过实验验证了理论分析的可行性。     

基于PWM+PFM的LLC谐振变换器软启动研究

启动过程中电流冲击大是LLC谐振变换器研究中不容忽视的问题之一,为优化LLC谐振变换器的启动过程,提出一种基于PWM+PFM的LLC谐振变换器软启动策略.根据数学计算切换2种传统脉宽调制方法,得到一种新的变占空比控制方法,并将其与传统降频控制方法同时应用在LLC谐振变换器的启动阶段.搭建了一台200 W的LLC谐振变换...     

SLR式软开关充电电源的设计

设计了一种以串联负载谐振变换器为主电路拓扑的充电电源,介绍了串联负载谐振变换器的工作原理和软开关特性。分析了在电池负载条件下电路的电流特性,设计了控制电路,通过定脉宽调频控制实现对负载的恒流充电。针对输出电流纹波较大的问题,设计了电源模块交错并联的解决方法,仿真验证了该方法的可行性。研制了一台电源模块样机,实验结果表明...     

一种新型的零电压零电流转移DC-DC变换器

提出了一种新型的零电压、零电流转移DC-DC变换器，即通过采用两条辅助谐振网络实现了全部主、辅开关管的软开关，主开关管实现了零电压零电流开通、零电压零电流关断，开关管电压电流应力小，辅助开关管实现了零电流通断，特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合。并以其在Boost变换器的应用为例分析了它的工作原理，软开关实现条件，给出了谐振参数的设计方法，该软开关设计思想可以推广到其它基本的DC-DC变换器中。电路仿真和实验结果验证了所提出的方案是可行的。