高頻脈沖交流中移相控制策略詳解一

為克服高頻脈沖交流環(huán)節(jié)逆變器存在的電壓過沖現(xiàn)象，本文提出和研究了單極性、雙極性移相控制策略。兩類控制策略可分別使得逆變器功率器件實(shí)現(xiàn)ZVS或ZVZCS軟開關(guān)，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了控制策略的可行性。

　　1 引言

　　高頻脈沖交流環(huán)節(jié)逆變器[1～5]，如圖1所示。該電路結(jié)構(gòu)[5]由高頻逆變器(推挽式、半橋式、全橋式)、高頻變壓器、周波變換器(全波式、橋式)構(gòu)成，具有電路拓?fù)浜啙?、雙向功率流、兩級(jí)功率變換(DC/HFAC/LFAC)、變換效率高等優(yōu)點(diǎn)。

　　圖1 高頻脈沖交流環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)

　　但這類逆變器在采用傳統(tǒng)的PWM技術(shù)時(shí)，周波變換器器件換流將打斷高頻變壓器漏感中連續(xù)的電流而造成不可避免的電壓過沖。由于這個(gè)原因，這類方案都需采用一些緩沖電路或有源電壓箝位電路來吸收存儲(chǔ)在漏感中的能量。有源電壓箝位電路是以增加功率器件數(shù)和控制電路的復(fù)雜性為代價(jià)的，故不十分理想。

　　因此，在不增加電路拓?fù)鋸?fù)雜性的前提下，如何解決高頻脈沖交流環(huán)節(jié)逆變器固有的電壓過沖問題和實(shí)現(xiàn)周波變換器的軟換流技術(shù)，是高頻環(huán)節(jié)逆變技術(shù)的一個(gè)研究重點(diǎn)。為此，本文提出和研究了單極性、雙極性移相控制策略，可分別使得逆變器功率器件實(shí)現(xiàn)ZVS或ZVZCS軟開關(guān)。

　　2 單極性移相控制原理

　　根據(jù)高頻逆變器(推挽式、半橋式、全橋式)、周波變換器(全波式、橋式)的組合不同，高頻脈沖交流環(huán)節(jié)逆變器具有6種電路拓?fù)鋄5]，其中全橋全波式、全橋橋式電路如圖2所示。

　　圖2 全橋全波式和全橋橋式逆變器電路