软开关技术发展现状述评

本文介绍了谐振软开关的工作原理及特点，对几种典型的拓扑结构和几种先进的软开关电路作了详细分析和比较，提出了该技术存在的一些问题及发展方向。     

基于软开关技术的PWM变频调速系统

软开关电力电子技术利用在零电压（零电流)条件下控制开关器件的导通和关断,从而在理论上实现了开关器件的零损耗。介绍一个基软开关技术的PWM变频调速系统。利用8051单片机组成控制系统,来控制IGBT的导通和关断。在主电路中,采用辅助二级管谐振极PWM逆变器来实现软开关技术。     

软开关三相逆变器磁链轨迹的研究

近年来零电压开关PWM变频技术受到人们的普遍关注。其基本思想是，通过零电压开关电路使逆变器主电路在各载波周期起始时刻产生谐振，确保各功率开关器件在主电路P、N极间电压为零期间进行动作切换。为了使谐振电路正常工作，通常采用正负斜率交替的锯齿波作为载波，这使得该PWM模式的零电压矢量的作用时间较传统硬开关SPWM模式发生很大变化。该文利用空间电压矢量概念，深入分析了软开关PWM模式下磁链的运动轨迹。指出在硬开关PWM模式下，磁链的运动速度靠零空间电压矢量调节；而在软开关PWM模式下，空间电压矢量的作用时间发生了很大变化，有时甚至没有零空间电压矢量。但该模式依靠非零空间电压矢量进行调节，使得磁链的运动速度仍然保持与硬开关时完全相等。文章还分析了软开关PWM逆变器电流波形畸变的原因，并从磁链轨迹圆出发，提出相应的补偿方法。实验证明了该方法能有效地改善逆变器的输出电流波形。     

单极倍频SPWM软开关DC/AC逆变技术剖析

提出了一种单极倍频电压控制SPWM软开关DC／AC变换器，分析了其主要工作原理并给出了主要参数设计方法。实验结果证明该电路确能实现软开关功能，且具有输出滤波参数小，电压波形质量高的优点。     

新型软开关单Buck逆变器

为提高逆变器效率和性能,降低电磁干扰(EMI),提出一种新型软开关单Buck型逆变器拓扑结构,通过控制辅助谐振网络的谐振,使其主、辅开关管和大部分二极管实现软开关换流,减小了开关损耗和二极管反向恢复损耗,且电压和电流应力较小.此处对软开关谐振网络的工作原理进行了理论分析和实验研究,得到主、辅开关管驱动和电压、电流波形,...     

基于软件的电机软开关逆变器谐振匹配的实现

为了解决传统的硬开关逆变器存在的问题,提出了一种电动机软开关PWM逆变器,阐述了其结构组成及工作原理,通过分析软开关零电压条件的产生机理,提出为了实现逆变桥上开关管的零电压开通和关断,谐振环节辅助开关的开始工作时刻要提前于主开关信号开通时刻一个时间,即把主开关信号向后平移一个时间.重点讨论了如何把软开关技术和PWM技术结合这一关键问题,提出了谐振匹配的软件控制器,通过实验验证了通过软件控制器实现谐振匹配的方法是切实可行的.     

并联谐振直流环节软开关逆变器的实验研究

谐振环节设计是软开关逆变器实现软开关的关键技术问题,如何选择谐振参数对逆变器性能至关重要。针对一种新型并联谐振直流环节逆变器(PRDCLI)拓扑,提出了一种有效的谐振环节设计方案,重点阐述了谐振参数设计及其对零电压条件形成的影响,设计了以TMS320LF2407A为控制器的实验系统,实验结果表明,逆变器实现了零电压开通,有效降低了开关损耗、du/dt及EMI。     

新型HB-ZCT软开关PWM变换器的研究

提出一种新型的HB-ZCT软开关PWM变换器，其主开关管和辅助管均能在很宽的范围内实现零电流开通和关断，进一步减小了变换器的开关损耗，有利于开关频率的提高，从而加快了系统的动态响应使整机性能得到改善。它特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合。通过理论分析、参数选择、电路仿真和实验结果对撮出的方案加以论证。     

基于开关函数的综合PWM逆变技术

提出了一种新颖实用的基于开关函数的综合PWM逆变技术，给出了一种由3次谐波注入PWM与WVPWM综合的PWM逆变方案，并在交-直-交变换器产品设计中得到了应用和验证。     

高功率因数三相软开关PWM变流器

本文提出一种三相软开关PWM变流器,它具有电路结构简单,开关次数较传统变流器少的特点,电路的开关切换是以单纯的ZVS方式进行的,从而可以减少开关损耗和抑制EMI。文章阐述了变流器输入功率因数为1和输出直流电压恒定的控制方法,通过改变调制信号的调制度a和相位角φ,不但可以使输入电流和相电压保持同相位,输入电流波形为正弦波,而且可以使输出直流电压保持恒定。     

无刷直流电机软开关逆变器矢量控制

为了改善传统无刷直流电动机驱动控制存在的转矩波动大、效率低以及硬开关模式下逆变器侧的开关管功率损耗大等问题,本文提出了一种新型无刷直流电机驱动谐振极逆变器的矢量控制策略。该策略通过矢量算法进行驱动控制,并在传统硬开关逆变器的基础上添加辅助谐振电路,然后根据不同模式下的等效电路图,分析了逆变器的工作原理。最后,在Simulink中进行仿真,其结果验证了该方法在电机正常工作情况下,具有转矩波动小、开关损耗低以及工作效率高等优点。     

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。     

大功率逆变电源峰值电流控制模式的研究

提出了一种将峰值电流控制模式与移相软开关技术相结合的新型弧焊逆变电源。探讨了峰值电流控制系统的结构与稳定性。实验结果表明，采用峰值电流模式的逆变器能够实现全范围的软开关，并且具有良好的限流和自校正能力，可以有效的解决功率变压器的偏磁问题。     

基于DSP的二相电磁搅拌器电源系统的研究

提出可采用常规的电压源三桥臂逆变电路产生两相正交的SPWM波形.基于Simulink仿真结果之上,构建了以TMS320LF2407A为核心的小型二相电磁搅拌器电源系统,实现对二相电磁搅拌器电流和频率的解耦控制,且采用电流闭环可达到恒流控制的目的.最后,以二相电机为被控制对象,通过试验验证本控制方案是切实可行的,且系统中DSP的高速处理控制能力可以有效地提高整个系统的动态性能和控制精度.     

新型零电压软开关弧焊逆变器仿真及实验研究

文章采用新型软开关电路拓扑，结合应用移相控制软开关技术和电流峰值控制技术，研制出一种新型软开关弧焊逆变器。仿真和实验结果表明，所研制的弧焊逆变器能够实现全范围的软开关，并且具有良好的限流和自校正能力，可以有效的解决功率变压器的偏磁问题。     

抑制软开关逆变器地电流的调制方式研究

全桥硬开关电路采用双极性调制方式时,其并网地电流能够得到有效抑制,但硬开关电路开关频率较低,不利于提升功率密度。此处分析了单相复合有源箝位逆变器采用双极性调制时的软开关条件。为实现所有功率器件的零电压开关(ZVS)运行,设计了双极性软开关脉宽调制(PWM)方式。采用软开关技术后,功率器件开关频率得到提升。最后在一个3 kW逆变器平台上对所有功率器件的软开关运行进行了验证。     

三相软开关逆变器的PWM控制

常规的PWM逆变电路,电力电子开关器件在大电压下导通,大电流下关断,处于强迫开关过程,因而存在开关损耗大,工作频率低、体积大及电磁干扰严重等缺点.本文在理论分析的基础上,将PWM调制技术与软开关技术相结合,利用单片机和大规模PWM集成芯片,设计了一个用于异步电机驱动的三相SPWM调制型的开环VVVF控制的软开关逆变器电路的控制方案,对几个关键性电路的工作原理作了较为详细的分析说明,给出了部分实际电路图和运行结果.     

软开关弧焊逆变电源数字控制系统的设计

给出了软开关弧焊逆变电源控制系统的硬件系统设计和软件系统设计.硬件系统以采用TMS320LF2407芯片为核心,围绕该芯片进行了包括采样电路、保护电路、DSP外围电路以及驱动放大电路的硬件电路设计.详细给出了一个单元的设计原理和具体电路;然后在整个硬件系统的基础上进行了软件系统设计;给出了详细的主程序和各中断服务程序流程图.最后根据上述原理,试制了一台逆变焊机.实验结果证明了该设计原理的有效性和可行性.     

一种双辅助谐振极型三相软开关逆变器的研究

针对辅助谐振变换极型逆变器在实际应用中辅助开关管难以实现零电压关断(zero voltage switch,ZVS)这一问题,在一种改进型谐振极逆变器回路拓扑的基础上提出一种双辅助谐振极型软开关逆变器回路拓扑及调制策略。它不仅具有以前讨论过的辅助谐振极逆变器的所有优点,而且可有效避免因回路配线形态所带来的回路寄生电感和寄生电容对辅助开关管的ZVS关断所造成的影响,确保辅助开关管可靠的实现ZVS关断。在所提调制策略下,根据不同工作模式下的等效电路图,分析该逆变器的工作原理、软开关实现条件及参数设计方法。最后使用绝缘栅双极型晶体管作为开关器件制作一台10 kW、16 kHz 样机,通过实验验证该逆变器的有效性。     

大功率高频软开关逆变焊机

逆变焊机技术经历了近10年的发展,经历了最初的硬开关PWM功率变换阶段,现已进入了它的第二个发展阶段——软开关PWM阶段。本文简要介绍了一种利用软开关技术实现的逆变焊机的设计方案及全桥软开关逆变焊机的基本工作原理,利用软开关技术可降低功率器件的开关损耗,提高逆变焊机的效率和可靠性。