雙向電壓源高頻鏈逆變器

雙向電壓源高頻鏈逆變器

雙向電壓源高頻鏈逆變拓?fù)渥迦鐖D4所示,從輸入側(cè)逆變級看,推挽式電路適用于低壓輸入變換場合;半橋和全橋電路適用于高壓輸入場合。從輸出側(cè)周波變換級看,全波式電路功率開關(guān)電壓應(yīng)力高,功率開關(guān)數(shù)少,變壓器繞組利用率低,適用于低壓輸出變換場合;全橋式電路功率開關(guān)電壓應(yīng)力低,功率開關(guān)數(shù)多,變壓器繞組的利用率高,適用于高壓輸出場合。

雙向電壓源高頻鏈逆變器具有雙向功率流,減少了功率變換級數(shù)的優(yōu)點(diǎn),但卻存在一個(gè)固有的缺點(diǎn),即采用傳統(tǒng)PWM技術(shù)的輸出周波變換器換流時(shí)阻斷了高頻變壓器漏感中連續(xù)的能量,于是導(dǎo)致高頻變壓器和輸出周波變換器之間出現(xiàn)電壓過沖。因此,這類逆變器通常需要采用緩沖電路或有源電壓箝位電路來吸收存儲在漏感中的能量,從而增加了功率器件數(shù)和控制電路的復(fù)雜
性。同時(shí)還要保證高頻變壓器在低頻交流信號的正負(fù)半周單極性往復(fù)工作中避免變壓器磁芯飽和,確保低頻交流信號被線性傳遞。
針對電壓過沖問題,專家和學(xué)者們不斷尋求更好的方法,提出了一些新的控制策略和技術(shù),如換流重疊的單極性、雙極性移相控制技術(shù),它通過控制高頻逆變器和周波變換器的相移來調(diào)節(jié)輸出電壓和功率流向,實(shí)現(xiàn)周波變換器功率管的自然換流,消除了電壓尖峰;還有將串聯(lián)諧振技術(shù)和雙向電壓源高頻鏈逆變器相結(jié)合的技術(shù)。
針對磁芯飽和問題,提出了一些新的電路拓?fù)?現(xiàn)簡單介紹兩個(gè)改進(jìn)的電路,如圖5所示。圖5(a)中變壓器原邊的兩個(gè)正激變換器將高頻單極性SPWM脈沖序列分成兩組驅(qū)動(dòng)脈沖,這兩個(gè)正激變換器是由這兩組SPWM驅(qū)動(dòng)脈沖分別控制的,因此最大的工作占空比可以大于0.5,不存在磁芯飽和的問題,且具有較低的電壓應(yīng)力。而副邊兩個(gè)主開關(guān)管是由與輸出頻率相同的低頻方波控
制的,因此控制簡單,且易于實(shí)現(xiàn)軟開關(guān),能夠降低開關(guān)損耗和減少噪聲。同時(shí)副邊還增加了兩個(gè)能量反饋電路,因此給感性電流提供了通路,避免了電壓過沖的發(fā)牛。圖5(b)實(shí)質(zhì)為共用一個(gè)變壓器鐵芯和副邊的兩個(gè)單端反激變換器,由它完成對低頻電功率的變壓、隔離、傳遞的任務(wù),但由于當(dāng)開關(guān)管接收控制信號脈沖列導(dǎo)通吋,在低頻調(diào)制信號的正半周和負(fù)半周內(nèi),施加在變壓器繞組上的是同一方向的電壓,變樂器磁芯中的磁通可能將級進(jìn)地逐漸增加,導(dǎo)致磁芯飽和,造成磁偏或單向磁化,導(dǎo)致低頻電信號放大失真或由于很大的磁化電流而無法正常工作,因此提出了逐個(gè)脈沖磁復(fù)位技術(shù),就是在每個(gè)高頻脈沖之后及時(shí)采取措施．使每個(gè)高頻脈沖引起的磁通增加都回復(fù)到零,從而避免磁芯飽和。