提高電力電子裝置的開(kāi)關(guān)頻率能使其體積更小 、重量更輕 、輸入輸出波形更易于濾波 。但硬開(kāi)關(guān)過(guò)程的開(kāi)關(guān)損耗卻使提高開(kāi)關(guān)頻率面臨一系列難題 。通過(guò)講解說(shuō)明串聯(lián)諧振逆變電路的工作工作原理來(lái)解釋串聯(lián)諧振電容分壓原理。

圖1 系統主電路圖

圖1所示全橋逆變電路由兩個(gè)半橋電路構成，采用串聯(lián)諧振電容分壓移相全橋逆變電路設計了 30 kH z 逆變器 ; 實(shí)現了開(kāi)關(guān)器件軟開(kāi)通和軟關(guān)斷 ,并通過(guò)移相調壓 。

逆變電路工作原理

圖2 半橋串并聯(lián)諧振式逆變器原理圖

下面討論圖 2 所示半橋串聯(lián)諧振電容分壓輸出逆變電路的工作原理 。其中 i1 為流過(guò) L1 的電流 , i3 為流過(guò) L 3 的電流 ,流過(guò)電容和負載的總電流I是兩個(gè)電流i1, i3的矢量差 ,電容兩端電壓Uc滯后電I90 ° 。

圖 3 串聯(lián)諧振并聯(lián)輸出逆變器工作波形圖

圖 3 為該電路工作過(guò)程的波形圖 , 從圖中可以看出 ,每個(gè)工作周期可分為六個(gè)時(shí)段 。

(1)t0 ～t1 : i1>0 , i3 <0 , i1 通過(guò) S1 , i3 通過(guò) D3。t1時(shí)刻 ,流過(guò)D3的電流為零 , D3關(guān)斷 。

(2)t1 ～t2 : i1 >0 , i3 =0 , i1 通過(guò) S1 。t2 時(shí)刻 i1 過(guò)零 , S 1 關(guān)斷 。

(3)t1 ～T2 : i1 <0 , i3 =0 , i1 通過(guò) D1 .T 2 時(shí)刻 , S3管的驅動(dòng)信號到來(lái) 。

(4)T2 ～t3 : i1 <0 , i3 >0 , i1 通過(guò)D1 , i3 通過(guò) S3. i3時(shí)刻 ,流過(guò)D1的電流為零,D1關(guān)斷 。

(5)t3 ～t4 : i1 =0 , i3 >0 , i 3 通過(guò)D3 , t4時(shí)刻 , i3過(guò)零,S3關(guān)斷 。

(6)t4 ～T : i1 =0 , i3 <0 , i3 通過(guò)D3 。

重復上述過(guò)程 , 在電容上可獲得正負對稱(chēng)的近似正弦波電壓 ,并聯(lián)在電容兩端的負載 ,同樣也可獲得近似正弦波電壓 。該電路完全基于自然諧振過(guò)零換流 ,不需要輔助電路 ,輸出波形也不會(huì )突變 ,是一種特性?xún)?yōu)良的電源變換電路 。采用電容分壓并聯(lián)輸出是為了減小負載變化對諧振頻率的影響 。

圖1中S2、S4組成的半橋工作原理同上 ,改變 S1、S4 和 S2 、S3的驅動(dòng)時(shí)間差 , 就改變了C2、C3上的合成電壓,達到調節電壓的目的。

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