DE类大功率高频逆变器研究与实现

提出了一种用于大功率高频感应加热的DE类软开关全桥逆变器,以此减小IGBT的高频开关损耗提高IGBT的工作频率。文章对DE类全桥逆变电路进行分析,并将电路分为四个状态,分别对每个状态电路和波形进行分析。全桥逆变工作在20 k W、6 0k Hz串联谐振状态下,实验结果证明DE类软开关能实现提高IGBT的工作频率,并将开关损耗控制在合适的范围。     

一种新颖的软开关组合式高频环节逆变器的研究

将恒频移相LCC谐振电路与SPWM控制技术有机结合，提出了一种新颖的软开关高频环节单相逆变电路。详细分析了它的工作原理、控制方法及稳态特性，并利用MATLAB仿真软件绘制了一组稳态特性曲线，该曲线有利于电路参数优化。针对阻性和感性负载分别进行了实验，结果证明整个电路都实现了软开关，减小了开关损耗，提高了电路效率。     

谐振型软开关逆变电路冲击起振研究

介绍了谐振型软开关逆变电路的原理,对谐振软开关逆变电路进行了建模,分析了其起振问题,得出在电路起振瞬间,谐振电容两端电压存在过零点时电路才能正常起振的结论。通过瞬间注入电流的方法解决了逆变电路的软开关起振问题,并理论计算出电流注入时间。最后通过仿真与实验验证了该方法的可行性。     

LCC谐振变换器非对称移相控制及效率优化方法

提出一种LCC谐振变换器的非对称移相控制方法。该方法采用PWM移相混合调制方式,有两个控制变量,实现了更高的控制自由度。分析LCC谐振变换器的稳态特性,包括输出功率特性、软开关特性以及谐振电流特性。分析结果表明,不同的控制变量组合能够实现同一输出功率,但会导致软开关及谐振电流特性发生变化。在此基础上提出一种效率优化策略,使谐振变换器在输出功率不变的情况下谐振电流降至最低,同时保证了软开关的实现。所提出的方法能够进一步提升LCC谐振变换器的效率。通过仿真及1.9k W样机验证了理论分析及所提控制方法的可行性和有效性。     

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。     

考虑整流性负载特性的LCC-S型无线电能传输系统优化设计

无线电能传输系统中的整流性负载具有非线性特征,而对系统传输特性分析和谐振参数设计时常采用基波分析法,将整流性负载等效为纯电阻,导致理论分析与实际存在一定偏差、系统偏离谐振状态。针对该问题,以LCC-S型无线电能传输系统为研究对象,考虑谐波以及整流性负载的非线性,对系统传输特性进行分析,进而提出基于整流性负载补偿的负载阻抗和接收端串联谐振电容参数的计算方法,并对逆变电路开关特性进行分析验证。所提接收端谐振参数设计方法能够使系统接收端回路谐振,提高系统的输出功率;降低逆变电路开关管的关断电流,提升系统的传输效率。搭建了一套2.5 kW的LCC-S型无线电能传输实验平台,验证了理论分析与所提参数设计方法的有效性和正确性。     

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.     

E类放大器在远距离无线电能传输系统中的应用

在远距离无线电能传输系统中,两线圈的耦合系数很低。为了提高系统的输出功率,一般需要提高谐振频率,这就要求发射侧的逆变电路拓扑要适应较高的工作频率。E类放大器的拓扑简单,工作频率达MHz级别,且工作在软开关状态下,适合作为无线电能传输系统的高频激励源。由于实际应用中,各种寄生参数对E类放大器的调试会造成一些影响。本文基于E类放大器的基本工作原理,利用simplorer仿真并联电容大小对E类放大器的作用,为后期实验调试提供一定的指导方向。并且通过Maxwell和simplorer的联合仿真研制了一套无线电能传输系统,能够实现在两线圈距离50cm,功率大于10W的能量传输。并且运行状况良好。     

大功率软斩波功率调节并联谐振感应加热电源

简述了一种采用全控型器件研制的大功率并联负载谐振式感应加热电源。该电源既采用了新型有源无损软开关Buck电路作为直流斩波功率调节环节,又采用了定角锁相环的逆变器控制方案,实现了并联负载谐振逆变器的ZVS。使其主电路中所有的全控型器件全面软开关化,降低了功率器件的开关损耗,提高了高整机效率;改善了EMI整个电路的EMC性能;实现了逆变电路小容性状态的保持。输出功率因数接近于1。     

基于移相控制的三电平LLC谐振变换器宽电压范围输出的分析与设计

LLC谐振变换器拓扑具有高效率和高功率密度的优势,广泛应用于DC-DC变换器场合。因为传统LLC谐振变换器难以适应宽电压范围输出,采用移相控制拓宽三电平LLC谐振变换器的系统增益范围,减小工作频率范围,提升轻载下的系统效率。移相模式下采用传统基波近似法分析时,系统增益曲线会与实际值偏差较大,分析其原因后,采用时域分析法建立了精确度更高的系统增益曲线,依据时域分析模型,提出了一种三电平LLC谐振变换器电感比(励磁电感与谐振电感的比值)的设计方法。实验结果表明:移相控制将增益范围从0.8~1.0提高到了0.5~1.0,并且采用所提电感比设计方法 ,软开关实现良好。     

基于PSIM传统H桥及新型T型H桥多电平变换器仿真分析

针对传统H桥五电平逆变电路所用开关器件较多,而T型五开关五电平拓扑结构简洁,分析T型H桥逆变电路的工作原理,并采用T型H桥逆变电路分层、分区的正弦脉宽调制算法。对传统H桥多电平逆变电路载波移相正弦脉宽调制（CPS-SPWM）与T型H桥多电平逆变电路载波分层、分区的正弦脉宽调制进行仿真对比分析,结果验证了T型H桥逆变电路的优越性及调制算法的可行性与有效性。     

移相全桥零电压开关PWM电路的技术研究

针对普通的DC/DC全桥变换器电路,四个主开关管工作在硬开关工作状态,导致开关管开关损耗大和变换器效率低等缺点,研究了移相全桥DC/DC零电压开关PWM电路通过在主电路中增加谐振电感、谐振电容以及二极管,实现四个开关管的零电压开通.相比于普通的DC/DC全桥变换电路,移相全桥DC/DC零电压开关PWM电路使主电路中的四个开关管都处在软开关状态,减少开关损耗和提高系统的效率,同时消除了由于开关温升上升引起的干扰,确保了整个系统的可靠性.最后通过仿真试验验证理论分析的可行性.     

并联谐振感应加热电源控制技术的研究

针对感应加热过程中负载谐振频率不断变化的问题以及功率调节的需要,通过对并联谐振逆变器的工作原理进行分析,提出了一种并联谐振感应加热电源中直流软斩波功率调节与定角锁相环频率跟踪的控制方法,并对控制电路进行了设计。该控制技术使逆变器开关管一直工作在ZVS状态,降低了功率器件的开关损耗,提高了中频加热的工作效率,使系统的电磁干扰和电磁兼容性能得到改善,让逆变电路始终工作在小容性状态。     

一种从能量传递角度出发的DLCC-WPT系统参数设计方法

针对双侧LCC型补偿拓扑的无线电能传输系统(double-sided LCC compensation network wireless power transmission,DLCC-WPT)系统谐振回路多、参数设计复杂的问题,分析DLCC-WPT系统的电路模态,从能量传递路径的角度出发,定义系统的能量传递系数。基于能量传递系数和电路等效品质因数,建立系统电压增益和电流增益的数学模型,确定能量传递系数和电路等效品质因数的合理设计范围,依靠电流增益曲线划分逆变电路功率器件,实现零电压开通(zero voltage switching,ZVS)的工作区域。在此基础上搭建仿真模型和实验样机,对理论分析中的参数设计范围和工作区域进行仿真和实验验证,实验结果显示,在790W的输入功率下,实现90%的传输效率和逆变电路功率器件的软开关。     

宽范围输入三电平半桥LLC变换器混合控制

针对传统变频(PFM)控制的LLC谐振变换器在宽电压输入条件下效率低的问题,提出一种三电平半桥LLC谐振变换器的变频-移相(PFM-PS)混合控制策略。首先,分析三电平半桥LLC谐振变换器的工作模态,建立其等效模型,获得了移相控制和变频控制下的电压增益曲线。其次,分析了变频控制的工作区间与软开关特性,推导得到了移相控制下实现软开关的最小占空比。通过混合控制策略,在升压时采用变频控制和在降压时采用移相控制,相较于全变频控制和全移相控制,混合控制可在较小频率变化范围内对电压进行升降压,在全增益范围内实现软开关,获得较宽的电压增益范围,提升了变换器的效率。最后,通过仿真和输入500～800 V/4.5 kW实验样机验证了所提出混合控制策略的有效性。     

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。     

应用于电动汽车充电的变频-移相控制方法LLC谐振变换器

LLC谐振变换器有着宽输入范围,良好的软开关特性以及在谐振点降压和谐振点两侧升降压的特性,广泛应用于电动汽车,新能源以及航天系统中。本文研究了LLC 谐振变换器在电动汽车充电领域内的应用,根据电动汽车充电时的输入电压不同及充电所需电压不同,LLC谐振变换器可以在谐振点两侧及谐振点分别使用变频-移相的方式进行调节使其满足充电条件,通过对LLC谐振变换器的拓扑分析,采用了合适的调制策略和控制策略,最终使用变频+移相的控制方式让LLC变换器始终运行在电动汽车充电需求范围内,并实现了升降压以及软开关功能。最后通过Matlab/Simulink进行仿真以及实验,验证了本文研究内容的可行性。     

介质阻挡放电电源的谐振逆变器的似谐振现象

基于谐波分析的方法,对似谐振现象的产生原因进行了分析,同时进行了实验研究,验证了似谐振现象的存在。提出了电源的逆变电路进行开关频率的自动跟踪时,避免电路进入似谐振状态而工作于谐振状态的方法。     

移相控制对称半桥变换器软开关条件

对称半桥变换器移相控制软开关技术利用电路寄生参数产生谐振,实现开关器件的零电压开关状态,主要包括开关器件的寄生电容和变压器漏感。在实际应用中,因寄生参数不够,可通过外加谐振器件的方式帮助软开关。本文简要分析了移相控制对称半桥变换器的工作原理和换流过程。通过对软开关过程中的等效电路分析,获得了谐振器件参数与变换器稳态工作条件之间的条件关系,可作为软开关条件下选择开关器件寄生电容以及外加谐振器件参数的依据。样机实验验证了使用该条件能够作为移相控制对称半桥变换器软开关设计的有效依据。     

移相控制串联谐振式臭氧发生器电源分析

对工作在一种移相控制下的串联负载谐振式全桥逆变器供电的介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生器的供电电源进行详细的分析，通过结合逆变桥中开关器件的通断状况和DBD电路的放电、未放电状态，得出了DBD电路的供电电源在移相控制下的2种不同点火状况及其在不同点火状况下的电路工作模态。在模态分析的基础上，推导供电电源的工作频率、DBD电路承受的峰值电压、逆变电路输出电流峰值和电路放电功率的显性表达式，并通过这些公式对这4个主要参数的调节特性进行分析。最后给出理论计算和实验结果的对比分析，验证利用模态分析方法分析DBD电路的可行性以及理论推导的正确性。