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基于单极性移相控制高频脉冲交流环节的逆变器

来源: 作者:华仔 浏览:159

标签:

摘要: 传统的虽然技术成熟可靠、应用广泛,但存在体积大且笨重、音频噪音大、系统动态特性差等缺点。用高频变压器替代传统逆变器中的工频变压器,克服了传统逆变器的缺点,显著提高了逆变器的特性。 单向电压源高频环节逆变器具有单向功率流、三级功率变换(DC/HFAC/DC/LFAC)。变换效率和可靠性不够理想、但应用较广泛等特点;高频脉冲直流环节逆变器有效地解决了单向电压源高频环节逆变器的开关损耗和电磁干扰问题,

传统的虽然技术成熟可靠、应用广泛,但存在体积大且笨重、音频噪音大、系统动态特性差等缺点。用高频变压器替代传统逆变器中的工频变压器,克服了传统逆变器的缺点,显著提高了逆变器的特性。
单向电压源高频环节逆变器具有单向功率流、三级功率变换(DC/HFAC/DC/LFAC)。变换效率和可靠性不够理想、但应用较广泛等特点;高频脉冲直流环节逆变器有效地解决了单向电压源高频环节逆变器的开关损耗和电磁干扰问题,具有优良的综合性能。适用于单向功率流逆变场合;高频脉冲交流环节逆变器具有双向功率流、两级功率变换(DC/HFAC/LFAC)、变换效率和可靠性高等特点,但存在周波变换器器件换流时导致的电压过冲现象等缺点,通常需要采用缓冲电路或有源电压箝位电路来吸收存储在 感中的能量。从而降低了变换效率或增添了电路的复杂性。因此。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。
借鉴高频脉冲直流环节逆变器的思想,如果高频脉冲交流环节逆变器的周波变换器换流,是在前级输出的双极性三态高频脉冲交流电压渡为零期间进行,那么就可以实现周波变换器的ZVS换流。本文主要开展这类逆变器原理特性、关键电路参数准则与原理试验研究,为正确设计这类逆变器奠定了技术基础。
电路拓扑与单极性移相控制原理 1、电路拓扑 高频脉冲交流环节逆变器。如图l所示。这类逆变器由高频逆变器、高频变压器、周波变换器构成,具有电路拓扑简洁,两级功率变换(DC/HFAC /LFAC),双向功率流、变换效率高等优点图1(a)全桥全波式电路功率开关数少、电压应力高、变压器绕阻利用率低、适用于低压输出场合,图l(b)全桥桥式电路的特点与全桥全波式电路正好相反。


2、单极性移相控制原理 以全桥全波式电路为例,其单极性移相控制原理,如图2所示。


逆变器将输入电压Uiymf 制成双极性三态的电压波uEF,周波变换器将此电压波解调成单极性SPWM波,经输出滤波后得到正弦电压u0。。周波变换器功率开关在UEF为零期间进行 ZVS换流。逆变器右桥臂相对左桥臂存在移相角θ,而且输出滤波器前端电压为单极性SPWM波,故为单极性移相控制。Ugsl与Ugs4,Ugs2与 ugs3之间在一个开关周期Ts内的共同导通时间为 Tcom=Ts(180。 -θ=/(2×180。) (1)
当输入电压Ui降低或负载变大时,导致输出电压Uo。降低,闭环反馈控制使得移相角θ减小、共同导通时间Tcom增大,从而使得输出电压增大。因此。调节移相角θ可实现输出电压的稳定。
型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67
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