高頻鏈逆變技術(shù)發(fā)展綜述

1）采用工頻變壓器，體積大、笨重；

2）具有音頻噪音；

3）輸入電壓和負(fù)載波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)速度慢。

2.1.2高頻變壓器隔離型

Sood和Lipo用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在諧振轉(zhuǎn)換器中使用雙向GTO實(shí)現(xiàn)高頻鏈電源分布系統(tǒng)的可行性[2]，如圖2所示。這種變換型式的主要優(yōu)點(diǎn)是

1）采用高頻變壓器，體積小，重量輕；

2）諧振軟開(kāi)關(guān)有利于降低開(kāi)關(guān)損耗、提高效率。

主要缺點(diǎn)是

1）開(kāi)關(guān)器件的耐流能力和耐壓能力大；

2）采用雙向開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)數(shù)目多，成本較高；

3）采用PDM控制方式，需要嚴(yán)格的同步關(guān)系。

2.2DC/DC變換型

這種類型高頻鏈逆變器是目前應(yīng)用最廣泛的單向功率流動(dòng)電壓源高頻鏈逆變器方案[3][4][5][6]，它的經(jīng)典電路如圖3所示。該拓?fù)涫窃谥绷鱾?cè)和逆變器之間插入一級(jí)DC/DC變換器，使用高頻變壓器實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整和電氣隔離。很明顯，它具有三級(jí)功率變換過(guò)程：DC/HFAC/DC/LFAC。這種變換型式的主要優(yōu)點(diǎn)是

1）所有開(kāi)關(guān)都是單向的；

2）DC/DC部分和DC/AC部分的控制相對(duì)獨(dú)

立，兩部分配合起來(lái)比較簡(jiǎn)單，基本上不需要同步。

主要缺點(diǎn)是

1）功率單向流動(dòng)；

2）通態(tài)損耗大；

3）由于功率級(jí)較多，導(dǎo)致可靠性降低。

2.2.1單端正激式高頻鏈逆變器

如圖4所示，前級(jí)部分由DC/DC正激電路及磁復(fù)位電路組成，采用PWM控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，后級(jí)部分由吸收電路、LC諧振電路和單相逆變器組成，采用PDM控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)ZVS開(kāi)關(guān)條件，以便減小開(kāi)關(guān)損耗[7]。

2.2.2橋式高頻鏈逆變器[8][9]

1）控制方案1如圖5所示，其主電路包括直流電壓—PWM高頻逆變—高頻變壓器—快恢復(fù)二極管整流—大電容濾波—SPWM逆變器—單相50Hz正弦波輸出。

2）控制方案2如圖6所示，其主電路包括直流電壓—SPWM逆變—高頻變壓器—（具有正弦包絡(luò)線的正弦調(diào)制高頻交流電）—快恢復(fù)二極管整流—小電容濾波—工頻電壓全波整流—50Hz方波驅(qū)動(dòng)—50Hz正弦波輸出。

由圖5和圖6可見(jiàn)，兩種控制方案的主電路結(jié)構(gòu)基本相同，但控制方法有所不同。在方案1中前后兩部分電路不需要同步，相互獨(dú)立，但開(kāi)關(guān)損耗大。而在方案2中，50Hz方波驅(qū)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于ZVS條件，開(kāi)關(guān)損耗小，但要求嚴(yán)格同步。另外，由方案2可以實(shí)現(xiàn)三相

圖3DC/DC變換型

圖7雙向周波變流型高頻鏈逆變器

圖8硬開(kāi)關(guān)PWM控制方式

圖9LC諧振方式