结构简单的谐振极型零电流软开关逆变器

针对谐振极型零电流软开关逆变器的拓扑电路的辅助开关较多所导致的逆变器体积大、成本高、效率低以及控制策略复杂等问题,提出一种结构简单的谐振极型零电流软开关逆变器拓扑电路,逆变器的每一相仅使用了1个辅助开关、1个谐振电感、1个谐振电容和2个辅助二极管来完成电路谐振。因此,该拓扑电路可以减小逆变器体积,降低成本,简化控制策略和提高效率。分析了逆变器在不同模式下的工作原理,给出了软开关实现条件和实际参数设计过程,建立了辅助电路功率损耗的数学模型。制作了一台2 k W的单相实验样机和一台6 k W的三相实验样机,实验结果表明该逆变器的主开关和辅助开关器件都可以实现零电流软开关。该软开关逆变器可以降低损耗和提高效率。

零电流开关电流源谐振逆变器拓扑和参数计算

本文提出了一种电流源输出的LCC串并联谐振型逆变器 (LCC SPRI)主电路。逆变器能在负载阻抗较大幅度变化时保持输出电流基本恒定 ,槽路电流与负载电流相当 ,并能实现逆变开关零电流开通和关断。文章给出了槽路参数的设计方法及计算机仿真和实验室实验结果。

高效率单相全桥零电流开关谐振极逆变器

为改善单相全桥逆变器的效率,提出了一种新型高效率单相全桥零电流开关谐振极逆变器拓扑结构.在桥臂上的辅助谐振电路参与换流的过程中,逆变器的开关器件可实现零电流软关断.当开关器件为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)时,IGBT实现零电流软关断可使其拖尾电流导致的关断损耗等于零,有利于改善以IGBT作为开关器件的单相全桥逆变器的效率.分析了电路工作流程.实验结果显示出开关器件完成了零电流软切换动作.因此,对于研发以IGBT作为开关器件的高效率单相全桥逆变器,该拓扑结构具有一定的参考价值.

电流模式控制零电压软开关弧焊逆变器

采用具有电流模式的UC3879移相控制芯片 ,研究了一种新型全桥软开关电路的拓扑结构。研究了电流模式移相控制下的驱动电路、过流检测电路和主电路变压器输出波形特点。结合大功率弧焊逆变器的设计 ,分析了领先桥臂和滞后桥臂实现零电压软开关的条件。试验表明 ,无论占空比为何值 ,当功率变压器初级电压为零时 ,初级电流基本维持最大值不变 ;领先桥臂中点电压变换期间 ,变压器初级电流基本保持最大值 ,使得领先桥臂容易实现软开关 ;由于激磁电感参与了滞后桥臂换流 。

新型零电流开关谐振极型逆变器

为提高逆变器转换效率和减小谐振电路损耗,提出一种开关器件具有零电流软切换功能的谐振极型逆变器。其各相谐振电路只有2个辅助开关、1个谐振电感,以及1个谐振电容,结构简单,控制方便。通过电感与电容的谐振,当通过开关器件的电流为零时,关断逆变器开关器件,使逆变器的开关器件完成零电流关断。基于各工作阶段的等效工作电路,分析了电路工作过程,得到了开关器件完成软切换的条件和设计参数的具体步骤,研制了额定功率为1k W的单相逆变器。实验结果说明逆变器的开关器件都完成了软切换动作,改善了逆变器的效率。

交错式电流馈电开关逆变器

电流型开关逆变器(CFSI)是一种高增益的逆变器拓扑结构,适用于输入直流电源电压有限的场合,如屋顶太阳能。交流输出和直流输入之间非常高的阶跃比以及固有的直通保护,使其适合于低功率独立逆变器应用场合。提出了一种新的采用驱动交错拓扑PWM方案的CFSI交错拓扑结构(ICFSI),以提高其额定功率。介绍了ICFSI的各种工作模式以及所提PWM方案的稳态模型和动态分析,与CFSI相比,最大交流增益提高了33%。最后推导并验证了ICFSI的小信号模型,对CFSI和ICFSI的损耗进行了比较分析。仿真结果表明,在额定功率为600 W时,交错运行可使效率提高4%,实验室研制的600 W样机证明了仿真结果的有效性。

节能型单相全桥零电流开关谐振极逆变器

为改善以绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)作为开关器件的单相全桥逆变器的效率,提出了一种节能型单相全桥零电流开关谐振极逆变器,在每个桥臂上分别并联1组辅助电路.在工作过程中,主开关和辅助开关都能完成零电流软切换,可消除IGBT拖尾电流造成的关断损耗.分析了电路工作过程,在2kW样机上的实验结果表明开关器件实现了零电流软切换.因此,该拓扑结构可实现以IGBT作为开关器件的单相全桥逆变器的节能运行.

基于峰值电流模式的零电压软开关弧焊逆变器

针对目前弧焊逆变电源存在的问题 ,采用一种新型软开关电路拓扑 ,结合移相控制软开关技术和电流峰值控制技术 ,研制了基于峰值电流模式的零电压软开关弧焊逆变器。测试结果表明 ,该逆变器能够实现全范围软开关 ,并且具有良好的限流和自校正能力 ,可有效地解决功率变压器的偏磁问题。

零电压零电流谐振极型软开关逆变器

提出一种新型的零电压零电流谐振极型软开关逆变器,可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,减小了其容性开通损耗,当IGBT作为主功率器件时,亦减小了其拖尾电流引起的损耗,主功率器件真正实现了无损耗换相。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。对其工作原理进行了分析,给出了不同工作模式下的等效电路图。制作了一台1 kW的实验样机,实验结果验证了该软开关逆变器的有效性。

三态DPM电流滞环控制零电压开关逆变器的分析与设计

文中分析了三态DPM电流滞环控制技术在逆变器中的应用。基于高频脉冲直流环节单向电压源逆变技术设计了三态电流滞环控制零电压开关逆变器,克服了依靠谐振电路实现软开关所带来的结构复杂和控制难度大的缺陷,在工程应用中效果良好。

新型并联谐振直流环节零电压开关逆变器

为了提高逆变器的效率和性能,提出了一种新型的谐振直流环节软开关逆变器。通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,实现了逆变桥开关器件的PWM软开关动作,同时辅助谐振单元的开关也为软开关操作。减小了逆变器中的续流二极管和辅助谐振单元中的二极管的反向恢复损耗,且开关器件承受的电压都没超过直流电源电压。经10 k W的试验样机验证了该软开关逆变器的有效性。

一种新颖的零电压开关谐振直流环节逆变器的电路分析

作者曾提出过一种新颖的零电压开关谐振直流环节逆变器 ,就该逆变器的动作模式及主电路的电压、电流的瞬态过程进行了分析 。

辅助电路与主开关并联的单相全桥节能逆变器

为了改善逆变器的性能,提出了一种辅助电路与主开关并联的单相全桥节能逆变器.逆变器采用受限单极式正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)方法,在每个开关周期,只需要控制1个主开关和1个辅助开关的切换,辅助开关可以采用固定占空比控制,而且不需要设定谐振电流阈值来控制辅助开关.在每个开关周期的换流过程中,需要切换的主开关所并联的谐振电容的电压能变化到零,主开关能实现零电压软开通.辅助电路中无器件直接串联在直流母线上,可有效降低辅助电路通态损耗.分析了电路工作原理,实验结果表明主开关和辅助开关都实现了软切换.因此该拓扑能有效降低开关损耗和提高逆变器效率.

电流品质优化的容错型三相四开关逆变器载波调制算法

在深入分析四开关逆变器运行原理的基础上,提出一种基于载波调制的三相四开关逆变器简化算法,无需扇区选择、三角函数运算等复杂计算过程,只需对参考电压进行简单的四则运算,即可获得四扇区统一的调制波表达式。采用所提出的调制策略,可对逆变器中性点电压波动进行补偿,有效抑制了输出电流畸变。同时,对2种不同零矢量合成方案进行比较,以电流纹波有效值作为评估标准,推导出其在时域中的解析表达形式,最终确定输出电流性能更优良的调制方式。实验结果验证了所提出的调制算法的正确性和有效性。

一种零电压零电流倍流整流弧焊逆变器

采用移相控制和倍流整流技术,实现零电压零电流开关全桥变换和整流二极管软开关弧焊逆变器。其中超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断,副边整流二极管,实现零电流自然关断,整个弧焊逆变器所有的功率器件都工作在软开关状态。降低了功率器件的应力与开关损耗,降低了干扰,提高了弧焊逆变器的电磁兼容性能力,特别适合大功率场合;并且可以进一步提高开关频率,加快系统动态响应能力。文中还简单讨论了软开关范围和参数的关系。在此基础上,制作2 kW弧焊逆变器,结果表明,该弧焊逆变器的良好性能。

新型半桥电流源串联谐振软开关三电平逆变器及其控制

提出了一种新型半桥电流源型串联谐振零电流三电平逆变器。该逆变器由三电平桥臂、串联谐振槽、双副边高频隔离变压器、共发射极周波变换器及输出滤波电容组成,开关管电压应力为输入电压的一半,可实现全程零电流软开关。分析了系统开关与能量交换的过程,并对每个开关过程能量传递方式进行了讨论。根据四象限工作要求设计了逻辑组合驱动信号,实现了系统在阻性负载、感性负载、空载模式下的控制。在对电路详细分析的基础上,已经制作样机一台,并通过实验验证了理论分析的正确性。

零电流软开关DC/DC电压变换输入型辅助逆变器

提出了一种零电流软开关DC/DC电压变换输入型辅助逆变器方案,该辅助逆变器采用双段式变压器电路结构,前段为DC/DC开关电源电路,后段为三相逆变电路,系统采用零电流开关(ZCS)技术进行控制,实现了IGBT上电压和电流开关损耗最小化。试验结果验证了所提出的方案是可行的。

新型零电压开关谐振直流环节逆变器

为提高逆变器的转换效率,提出一种新型零电压开关谐振直流环节逆变器。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,实现逆变桥开关器件在零电压条件下完成切换,而且辅助谐振单元中的开关器件也可以实现零电压开通和零电流关断。此外,辅助谐振单元中的开关器件和谐振电感都没被设置在直流母线上,降低了辅助谐振单元的损耗。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回路的参数设计原则。制作一个10 kW的实验样机,通过实验结果验证该谐振直流环节逆变器的有效性。

全桥移相零电流弧焊逆变器

首先对全桥零电流 (FB -ZCS)开关变换器进行了详细的稳态分析———零电流(ZCS)开关变换器的超前管 (或滞后管 )之间有一段重叠时间 ,使开关管在零电流状态下开关 ,因而大大减小了开关损耗 ,据此得出了零电流开关变换器的平均模型。由变换器的平均模型建立了弧焊逆变器的系统模型 ,并用仿真软件 (Matlab)对弧焊逆变器系统进行了仿真。由模拟示波器上输出的典型参数波形 ,可以看出全桥移相零电流弧焊逆变器具有良好的控制性能。采用该变换器原理试制了一台弧焊逆变器 ,得到了良好的效果。

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。