一种新型推挽式三电平逆变器的分析与仿真

提出了由多电平逆变器、高频变压器、输出周波变换器等构成的推挽式高频隔离三电平逆变器电路拓扑,具有电路简洁、两级功率变换、双向功率流、高频电气隔离,该变换器的功率开关管两端为三电平电压波,降低了开关管的电压应力,能够将不稳定的高压直流电变换成稳定的正弦交流电。分析了该逆变器的工作模式、稳态原理与电压瞬时值反馈控制策略,给出了逆变器外特性公式,与传统的二电平逆变器进行比较,可以得出该逆变器可以减小滤波电感、并能降低主开关管电压应力等结论,通过仿真证实了该逆变器的正确性和先进性。     

一种新型双频控制大功率逆变器的仿真研究

该文介绍了一种新型双频控制高压大功率逆变器,其拓扑由一个可以采用GTO等低频开关器件的大功率逆变器单元(主逆变器)和一个可以采用IGBT等高频开关器件的小功率逆变器单元(辅逆变器)级联组合而成.主逆变器单元采用定脉宽控制方式,主要用于输出功率以提高整个逆变器的功率等级;而辅逆变器单元采用多电平PWM控制技术,主要用于提...     

PSM高频逆变电源在金属针布热处理中的应用

根据金属针布热处理工艺的要求,采用脉冲均匀密度调制(Pulse-SymmetricalModulated,PSM)功率控制串联谐振式DC/AC逆变器,设计了100kHz/5kW金属针布高频感应热处理电源。逆变器采用全桥串联谐振式电路,具有变频和功率调节两个功能。逆变器的开关管按照PSM的控制策略实现功率控制;逆变器跟踪负载谐振频率,控制开关管在零电流下开通和关断,实现零电流和零电压软开关。将本文设计的金属针布高频感应热处理电源应用于实际系统,改变了传统的热处理工艺,具有节能、加热温度均匀等优点。     

脉冲密度调节功率控制高频感应式电热水器

本文采用全桥高频串联谐振逆变器和脉冲对称密度调节控制策略应用于高频感应式电热水器。逆变器工作在负载谐振状态,开关管工作在零电流(ZCS)开通和关断的条件下。逆变器具有逆变和功率调节两个功能,通过调节脉冲密度来改变输出功率。设计了3kW/100kHZ的高频逆变式电热水器,给出了实验结果。     

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。     

新型高频功率变压器研究

介绍了高频功率变压器的作用和特征 ,定量分析了高频功率变压器的励磁电感和漏感 ,明确了励磁电感和漏感的影响因素 ,阐述了高频功率变压器热阻与输出功率之间的关系 ,并提出了适合大功率软开关逆变器的新型功率变压器的研究方法。     

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。     

限功率控制Boost多输入直流变换器型并网逆变器

该文提出并深入研究全桥Boost多输入直流变换器型并网逆变器电路拓扑、带限功率的最大功率输出能量管理控制策略和基于箝位电容的储能电感磁饱和抑制启动方案,给出高频开关过程分析、电压传输比推导和有源箝位电路设计,获得了重要结论。该拓扑是由全桥Boost型多输入直流变换器和Buck型逆变器级联构成;该能量管理控制策略是在最大功率点跟踪电压环外加入限功率环,通过减小异常情况下变换器的储能占空比来限制直流母线电压升高;该储能电感磁饱和抑制启动方案,是以2m个开关周期为一个控制周期,高频逆变电路功率开关和有源箝位开关交替工作。设计并研制成功的1k VA双输入并网逆变器样机,具有高频隔离、多输入源同时向负载供电、占空比调节范围宽、变换效率高、新能源利用充分、可靠性高等优点。     

一种基于并联谐振的高频隔离型并网逆变器

针对DC-DC变换型高频隔离型逆变器中开关损耗大、电压尖峰大、稳定性差的问题,提出由并联谐振与传统DC-DC变换型逆变器相结合的新型逆变器电路拓扑。该逆变器可以实现高频功率器件的零电压开通、体二极管和整流二极管的软关断,从而消除功率器件的开关尖峰,减小逆变器的损耗。详细介绍电路的工作过程和各开关器件软开关原理,同时建立电路的谐振等效模型,以及谐振参数对增益和软开关的影响关系,给出谐振参数的设计原则。为了消除由于加入死区而引入的低次谐波,在控制系统中添加了死区补偿,以提高逆变电流质量。最后制作实验样机,经过实验验证电路拓扑和控制策略的正确性。     

高频谐振逆变器的功率MOS管驱动电路

负载谐振桥式逆变器中功率MOS管工作在软开关状态,开关频率的提高,要求门极驱动电路具有充电电流大、开关速度快、驱动损耗小的特点.文章通过对传统门极驱动电路和现存的谐振驱动电路分析比较后,提出了适合高频谐振逆变器中功率MOS管的谐振电流型驱动电路,并分析了其工作过程.理论分析与实验结果表明:此驱动电路中功率MOS管的充放...     

基于差模开关振荡的变频电机绕组相端绝缘状态特征提取与解耦

变频电机相端绝缘受脉冲宽度调制高频开关暂态过电压冲击易发生劣化。利用开关振荡谐振效应可望灵敏感知相端绝缘状态的微弱变化,但绝缘状态特征存在多因素高频耦合的问题。为此,该文提出一种基于差模开关振荡的相端绝缘状态特征提取与解耦方法。首先,通过分析变频电机系统开关振荡主导模态,选择高频差模开关振荡作为敏感模态,解耦逆变器功率器件分布电容的影响;然后,通过变分模态分解算法提取多模态开关振荡中的差模频率特征,解耦暂态运行工况下功率器件动态开关时间的影响。最后,利用逆变器侧和电机侧差模开关振荡电流幅值比特征,解耦电缆高频分布参数的影响。在380V/3kW永磁电机变频驱动系统中验证所提方法的有效性,结果表明,所提方法能够灵敏反映电机相端绝缘状态的微弱变化,可以有效解耦逆变器、电缆、运行工况等因素的影响。     

双频并网逆变器与LCL型逆变器效率对比研究

为了能够在保证并网逆变器输出电流质量满足并网要求的同时,降低并网逆变器的损耗,提高并网逆变器的效率,提出了一种并联型双频单相并网逆变器。双频并网逆变器含有两个工作在不同开关频率的功率单元。低频功率单元的开关频率低(2kHz),电流幅值大,将电能输送到电网,降低了系统的开关损耗。高频消谐单元电流幅值小,开关频率高(40 kHz),其电流与低频功率单元的电流纹波反向,作用是抵消掉低频单元电流的谐波成分,保证并网电流质量。此处对并联型双频单相并网逆变器的工作原理和控制策略进行了理论分析,并设计了一个相同功率等级的LCL型并网逆变器。并网实验结果证明了双频并网逆变器消谐理论的正确性和可行性。效率分析和实验也证明了双频理论能够改善系统效率。     

一种改进的九电平高频逆变器

高频交流配电系统因具有暂态响应快、高功率密度、容易实现电气隔离、可实现无线功率传输等优点逐渐替代传统直流配电系统。现有高频逆变器存在使用多个输入源、开关器件多、硬件成本高、电路复杂、电路参数设计困难等缺点。提出一种改进的九电平高频逆变器,开关器件少,电路结构简单。该结构通过开关电容技术实现九电平输出,并对输出波形进行傅里叶分析,采用特定谐波消除法减小输出谐波。详细分析了逆变器的工作原理并设计相关参数。最后,通过仿真和实验验证了该逆变器的可行性。     

单极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究

高频脉冲交流环节逆变器电路结构由高频逆变器、高频变压器、周波变换器构成。在不增加电路拓扑复杂性的前提下，如何解决高频脉冲交流环节逆变器固有的电压过冲现象和实现周波变换器的软换流，是这类逆变器的研究重点。单极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器能够将输入直流电压先调制成双极性三态的电压波，然后再解调成单极性SPWM波，经输出滤波后得到正弦电压。周波变换器功率开关是在前极输出的双极性三态的电压波为零期间进行开关转换，从而实现了ZVS换流。该文深入分析研究了高频脉冲交流环节逆变器稳态原理特性与单极性移相控制策略。采用状态空间平均法建立了逆变器平均模型，获得了输出电压、滤波电感电流、共同导通时间、单极性SPWM波占空比等关键电路参数的设计准则和逆变器的外特性曲线。设计并研制了1kVA 270VDC/115V400HzAC原理样机，试验结果证实了理论分析的正确性。这类逆变器具有电路拓扑简洁、两级功率变换(DC/HFAC/LFAC)、双向功率流、周波变换器实现了ZVS换流、单极性SPWM波、输出电压波形质量高、负载能力强等优点，包括全桥全波式、全桥桥式两种电路，前者适用于低压输出逆变场合，后者适用于高压输出逆变场合。     

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。     

反激逆变器的研究

电流源型高频链逆变器较电压源型高频链逆变器拓扑结构简化，无需滤波电感，且由于每个开关周期仅有一个开关管高频工作，开关损耗和导通损耗都有所减小。再中小功率场合中的应用具有明显的优势，目前已成为研究的热点。本文详细分析了一种新型的单级式电流源高频链逆变电路——反激逆变器的工作原理及控制策略，深入分析了输出电压过零点的问题并提出了解决的方法，最后通过仿真和实验验证了该新型电路的可行性。     

采用载波移相技术永磁电机高频振动抑制研究

针对电压源PWM逆变器开关过程中产生高频电压必然激发电机中高频振动问题,提出一种载波移相方法抑制双PWM逆变器供电的永磁同步电机高频振动噪声。通过调节两台逆变器载波相位,控制PWM电压源逆变器中开关过程产生的谐波电压,使得电机绕组中对应高频电流产生的磁动势相互抵消,降低径向激振力,达到减小永磁同步电机高频振动目的。该方法简单实用,不影响原有控制策略,在不增加任何硬件投入情况下,大大降低电机高频振动。采用载波移相技术之后,开关频率倍频处振动加速度能有效降低18 dB左右。仿真及试验结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

级联型多电平逆变器THD最小控制

以最少模块数级联型多电平逆变器为研究对象,在分析其输出波形特性的基础上,得出了模块功率器件开关角与逆变器输出电压总谐波畸变率THD的关系,进而提出了控制器件开关角以实现级联型多电平逆变器最小THD控制的策略,并利用求解带不等式约束的最优化方法得到了最小THD控制角。将该控制策略与高频调制策略进行了比较,比较结果说明,采用该策略可明显降低输出电压的总谐波畸变率,且有利于级联型多电平逆变器的高频应用。以工作频率为100kHz的多电平逆变器为例,通过仿真和实验验证了该方案在高频应用的可行性。     

单极性移相控制双向电压源高频环节逆变器

分析研究了双向电压源高频环节逆变器电路拓扑、单极性移相控制策略、高频变压器绕组端电压波形．以及一个开关周期内的开关过程等关键问题;获得了共同导通时间、单极性SPWM波占空比、周波变换器换流重叠时间、高频变压器匝比、滤波电感电流、输出滤波电感和输出滤波电容等关键电路参数的设计准则。原理试验结果表明,这类逆变器具有电路拓扑简洁,两级功率变换（DC/HFAC/LFAC）,双向功率流,周波变换器实现了ZVS换流．以及单极性SPWM波等优点。     

一对基于开关电容原理的多电平高频逆变器

针对现有逆变器应用于高频交流配电系统时所呈现的不足,设计一对基于开关电容原理的多电平高频逆变器(结构1和结构2),其原理相似,功能互补:结构1适用于低压电源并联输入场合,与现有开关电容逆变器相比,减少了充放电回路中功率器件数量,相同器件寄生参数下,可降低导通损耗,提高逆变效率;结构2适用于低压电源串联输入场合,弥补了现有开关电容逆变器只能用于并联输入场合的不足,拓宽了其应用范围。介绍逆变器的结构原理和相关参数分析,并在此基础上进行实验,结果验证了所提结构的可行性。