基于DSP的高频链并联逆变器的软开关技术

高频链并联逆变器是现代电力电子研究的一个热点.逆变器作为高频链并联系统的核心部分,实现逆变器的软开关特性,减小开关损耗是系统研究的一个重点.本文介绍了一种基于DSP的并联高频链逆变器的软开关技术.主电路采用FB-ZVZCS(全桥零电压零电流)软开关拓扑结构,结合电压外环电流内环双闭环控制系统,实现了逆变器的软开关.采用改进的PQ控制,有效地提高了负载的均流效果.仿真波形表明该逆变器具有良好的性能.     

一种新型软开关三相PWM逆变器拓扑的研究

本文提出了一种三相交流谐振环节软开关逆变器的电路拓扑及其控制方法。该拓扑采用正负斜率交替的锯齿载波．使所有功率开关器件的计通集中征锯齿载波的垂直沿处，在此时启动辅助谐振电路，完成功率开关器件的切换。分析软开关动作模式．并对各模式的过渡过程进行数学解析。对系统进行了仿真，仿真结果表明采用该控制方法能实现逆变器功率开关器件的零电压软开关动作。     

具有低能耗辅助电路的并联谐振直流环节逆变器

为提高逆变器的转换效率,提出了一种具有低能耗辅助谐振电路的并联谐振直流环节逆变器.在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振电路,使直流母线电压周期性地归零,实现逆变桥主开关器件的零电压开关,而且辅助开关器件也可以实现零电压关断和零电流开通.此外,其辅助谐振电路只有一个辅助开关器件,控制简单;辅助开关和谐振元件都位于直流母线的并联支路上,有利于降低辅助谐振电路的能耗.对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图和软开关的实现条件.制作一个5kW的实验样机,通过实验结果验证该软开关逆变器的有效性.     

节能型单相全桥谐振极逆变器

单相全桥逆变器处于硬开关状态时,随着开关频率的增大,开关损耗明显增大,影响逆变器效率的提高.为解决这一问题,提出了一种节能型单相全桥谐振极逆变器,在逆变器处于死区状态时,将要开通的主开关并联的谐振电容的电压能减小至零,主开关动作时能完成零电压软切换,双向辅助开关动作时能完成零电流软切换.讨论了电路的工作流程,实验结果表明主开关和辅助开关完成了软切换动作.该单相全桥软开关逆变器可以向高开关频率的场合推广应用.     

电流型零电压开关节能整流器

为解决电流型脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）整流器在高开关频率下硬切换时的开关损耗问题,提出了一种电流型零电压开关节能整流器,其辅助谐振电路位于直流环节,且与直流母线并联,只有1个辅助开关.在换流过程中,主开关能实现零电压切换,辅助开关能实现零电流切换,而且当整流器采用多电平PWM控制策略时,辅助电路在每个开关周期只需工作1次.分析了谐振换流过程,仿真结果表明特征仿真波形符合理论分析,开关器件切换时处于软开关状态,整流器能平稳运行.该电流型零电压开关节能整流器可以在高开关频率和大功率的应用场合实现高效率运行.     

全桥软开关PWM 变换器中变压器偏磁机理及抑制方法的研究

采用谐波分析法剖析了全桥PWM变压器中普遍存在的变压器偏磁机理，指出现有几种偏磁抑制方法的优势与不足，介绍了一种新颖的基于平均电流模式的主压器偏磁抑制方法，适用于各种拓扑形式的全桥软开关变换器，给出了电路原理，参数设计及实测波形，该方法已成功的应用在功率为5KW，开关频率100kHz的全桥零电压PWM变换器中。     

具有单辅助开关的谐振直流环节逆变器

为实现一种结构简单、控制方便、高效率、高功率密度的逆变器,提出了一种新型谐振直流环节软开关逆变器的拓扑结构。通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,使直流母线电压周期性地归零,可以实现逆变桥主开关器件的零电压开关,而且辅助开关器件可以实现零电流开通和零电压关断。此外,其辅助谐振单元只有一个辅助开关器件,所以该逆变器控制相对简单,硬件成本低。对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图和软开关的实现条件。制作一个1kW的实验样机,通过实验结果验证该软开关逆变器的有效性。     

高功率CO2激光器谐振开关变换型电源的计算仿真

研究了高功率CO2激光器用零电流开关准谐振开关电源,讨论了电源的工作原理和电路结构,进行了激光电源的计算仿真研究,得到了谐振电路的工作波形,通过谐振开关方式与PWM硬开关方式的比较,论述了零电流开关准谐振变换器的技术特点及优势。     

单相全桥三电平节能逆变器

随着开关频率的提高,单相全桥逆变器处于硬开关切换时的开关损耗也会明显增大,将导致逆变器处于低效率运行.为解决这一问题,提出了一种单相全桥三电平节能逆变器.通过设置辅助换流电路,利用谐振使主开关并联的电容的电压下降到零,主开关可实现零电压切换,而且在换流过程中,两组双向辅助开关可分别实现零电压切换和零电流切换.分析了电路的工作状态,实验结果表明主开关和辅助开关都能实现软切换.因此该单相全桥三电平逆变器可实现高效率运行.     

高效率三相谐振极逆变器

为优化三相逆变器的性能,提出了一种高效率三相谐振极逆变器.在各相桥臂上增设的辅助谐振电路参与逆变器的换流过程时,桥臂上的各主开关并联的谐振电容的电压能周期性形成零状态,使主开关能完成零电压软切换,而且辅助谐振电路中的各开关器件也能完成零电流软开通和零电压软关断.开关器件实现软切换能降低开关损耗,从而使逆变器实现高效率运行.文中分析了电路的工作流程.3kW样机上的实验结果表明主开关和辅助开关都处于软切换.因此,该拓扑结构对于研发高性能三相逆变器具有借鉴价值.     

基于准谐振型软开关的高频开关电源变换器

传统高频开关电源变换电路采用硬开关技术,电路功耗大,承受电压、电流应力高。为了克服硬开关技术中开关管在有电流通过的情况下被强制关断,有电压情况下被强制导通而带来的各种不利因素,采用准谐振型软开关技术,即零电流开关（ZCS）准谐振变换器、零电压开关（ZVS）准谐振变换器,由电感、电容组成谐振回路,利用电感、电容之间的能量交换,使主开关管在零电压下导通或零电流下截止,达到了减少开关损耗及电磁干扰的目的。软开关技术在新型开关电源中广泛采用。     

节能型谐振直流环节逆变器

为改善逆变器的运行效率,提出了一种节能型三相谐振直流环节软开关逆变电路,在直流环节增设了辅助电路.当主开关需要切换时,提前使辅助电路进入谐振状态,将直流环节电压变化到零,保证主开关完成零电压软切换,并且辅助开关也能完成软切换.通过控制辅助开关切换的间隔时间来调节直流环节电压保持为零的时间,使逆变器能根据需要来调整脉宽调制策略.详细说明了电路的工作过程.实验结果表明逆变器主开关和辅助开关能完成软切换.因此,该拓扑结构对于研发高性能谐振直流环节逆变器具有借鉴意义.     

变压器辅助换流的三相节能型谐振极逆变器

在谐振极软开关逆变器辅助电路的换流过程中,为避免剩磁通的累积导致变压器铁心饱和,提出了一种变压器辅助换流的三相节能型谐振极逆变器的拓扑结构,在二极管反向阻断的作用下,变压器的磁化电流无法形成稳态环流,从而使变压器中的能量全部向负载转移,磁化电流最终变化到零,实现了变压器的去磁复位.此外,逆变器的主开关和辅助开关可以分别完成零电压软切换和零电流软切换.分析了电路的换流过程.实验结果表明逆变器的开关器件完成了软切换,变压器磁化电流能减小到零.该拓扑结构对于研发高性能谐振极逆变器具有一定的参考价值.     

具有低能耗辅助电路的三相谐振极逆变器

为优化三相逆变器的效率,提出了一种具有低能耗辅助电路的三相谐振极逆变器,其各相桥臂上分别设置了辅助电路.在辅助电路工作时,主开关可实现零电压软切换,辅助开关可实现零电流软切换,使开关损耗明显降低.此外,在辅助电路的谐振状态结束之后,谐振电感中的剩余电能将只通过1个二极管回馈给储能电容,降低了电能回馈时的辅助电路损耗,有利于实现辅助电路的低能耗.说明了电路的工作流程。实验波形显示主开关和辅助开关能完成软切换.该研究成果对于研发高效率三相逆变器具有参考意义.     

新型零电压零电流软开关逆变器的仿真研究

提出一种新型的零电压零电流谐振极型软开关逆变器,可以在主功率器件开通和关断时,同时实现零电压和零电流,因此对于内部电容不能忽略的器件,可减小容性开通损耗,当IGBT作为主功率器件时,也可减小拖尾电流引起的损耗。主功率器件真正做到了无损耗换相。此外,续流二极管的反向恢复损耗被降低到最小,辅助开关也实现了零电流开关。对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图。通过仿真结果验证该软开关逆变器的有效性。     

采用ZVS-PWM三电平直流变换器的电力整流模块

介绍了一种采用移相控制零电压开关PWM三电平变换器的电力整流模块，讨论了主电路和控制与驱动电路的设计，并给出谐振电感的参数设计，和实验波形。     

基于软开关技术移相全桥变换器的仿真分析

本文首先在硬开关与软开关的对比分析中提出软开关技术,介绍了移相全桥零电压PWM软开关电路的组成及其优点,对选定的拓扑结构主电路工作原理进行了详细的分析,详细地阐述了移相全桥软开关电路超前臂、滞后臂的不同工作状态,及超前桥臂和滞后桥臂的谐振过程。在对软开关逆变器工作过程及模型研究的基础上,建立了基于saber软件的仿真模型,仿真结果验证该方法的有效性,为逆变系统的软、硬开关的研究和设计参数的验证带来极大的方便。     

电流模式控制移相全桥零电压软开关(ZVS)DC/DC功率变换器

本文介绍一种新型的高频DC／DC开关功率变换器，它采用电流模式移相PWM控制，在较大的负载范围内实现了开关器件的零电压软开关(ZVS)，并给出了仿真主电路和主要波形。     

具有软开关功能的三相谐振直流环节逆变器

为实现三相逆变器节能运行,提出一种具有软开关功能的三相谐振直流环节逆变器.直流侧的辅助谐振电路将参与换流过程,使直流环节电压在桥臂上的主开关动作之前变化到零,主开关能完成零电压软切换动作,通过降低开关损耗来实现逆变器节能运行.分析了1个开关周期内的电路工作流程.实验结果显示开关器件动作时处于软切换.因此,该辅助谐振电路结构对于研发节能型三相逆变器具有参考价值.     

SVM控制的复合有源箝位ZVS三相PFC变换器

采用复合有源箝位（CAC）的三相功率因数校正变换器，应用改进的空间矢量控制策略，所有的主开关和辅助开关均为零电压开关，有效的抑制了桥臂开关反并联二极管的反向恢复电流，减少反向恢复损耗。而且，具有开关器件电压应力较低，开关频率固定，输入波形质量好的特点。研制了一台基于DSP控制的10kW实验样机，分析了软开关过程及条件，得到了变换器效率同电路谐振参数之间的关系曲线。测量了软开关变换器的传导干扰频谱，验证了软开关变换器较硬开关变换器有更好的电磁兼容性。