高頻鏈逆變技術(shù)發(fā)展綜述

輸出負(fù)載，但是需要三套相同的單相電路，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且相位需要嚴(yán)格同步。

2.3周波變流型

它是目前實(shí)現(xiàn)雙向功率傳輸?shù)某Ｓ梅桨?。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般由一個(gè)逆變器和一個(gè)周波變流器級(jí)聯(lián)而成，如圖7所示，從而省去了DC/DC變換型高頻鏈逆變器中的直流環(huán)節(jié)，因此只需要二級(jí)功率變換（DC/HFAC/LFAC），減小了逆變器的通態(tài)損耗，提高了系統(tǒng)效率和可靠性。

2.3.1硬開關(guān)PWM控制方式

如圖8所示[10]，其三相輸出采用周波變流器形式將高頻電壓變換成三相工頻電壓，主要用于中小容量UPS。采用周波變換器直接將高頻交流變換成工頻交流，與經(jīng)過直流變換相比較，具有下列特點(diǎn)：

1）電力變換級(jí)數(shù)少，可以提高效率；

2）高頻部分后級(jí)不需要直流電容器，系統(tǒng)總體成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；

3）硬開關(guān)PWM控制；

4）當(dāng)高頻變壓器次級(jí)側(cè)開路時(shí)，由于變壓器漏感儲(chǔ)能無放電回路而產(chǎn)生較大的電壓尖峰。

為了解決圖8電路存在的問題，在文獻(xiàn)[11]中，周波變換器的開關(guān)控制是與一次側(cè)高頻逆變器同步且在零電壓條件下進(jìn)行的，同時(shí)提出了在一個(gè)采樣周期內(nèi)輸出多個(gè)電壓矢量的脈沖分配方法。文獻(xiàn)[12]針對(duì)變壓器漏感引起的副邊電壓過沖問題，采用換相重疊方法進(jìn)行抑制，并獲得了ZCS效果。

2.3.2LC諧振方式

高頻變壓器原邊部分采用2個(gè)功率開關(guān)及LC串聯(lián)諧振方式，副邊部分采用周波變換器形式[13]，如圖9所示。利用準(zhǔn)零電流ZCS條件來減小開關(guān)損耗，同時(shí)采用實(shí)時(shí)反饋控制方法使輸出電壓為正弦波。其主要特點(diǎn)是

1）不需要檢測(cè)HFlink電流的過零時(shí)刻而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)ZCS；

2）容易實(shí)現(xiàn)輸出電壓實(shí)時(shí)控制；

3）HFlink電流幅值隨輸出電流而變化。

2.3.3直流環(huán)節(jié)準(zhǔn)諧振方式

高頻變壓器前級(jí)部分采用直流環(huán)節(jié)準(zhǔn)諧振逆變電路（簡(jiǎn)稱QRDCLI)，后級(jí)部分采用周波變換器形式[14]，如圖10所示。同時(shí)還提出了改進(jìn)的PDM控制策略和數(shù)字控制方法。該系統(tǒng)不需要緩沖電路，而且可以工作于四個(gè)象限。

3發(fā)展趨勢(shì)

自從上世紀(jì)80年代以來，高頻鏈逆變技術(shù)一直受到人們極大的關(guān)注，發(fā)表了大量的相關(guān)文獻(xiàn)。目前存在的高頻鏈逆變器拓?fù)?，一般有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

圖10直流環(huán)節(jié)準(zhǔn)諧振方式

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高頻鏈逆變技術(shù)發(fā)展綜述

1）DC/DC變換型需要三級(jí)功率變換，通態(tài)損耗高且控制復(fù)雜；

2）周波變流型大量使用雙向開關(guān)，增加了電路成本和損耗；

3）電流換相時(shí)存在電壓過沖問題；

4）非純電阻性負(fù)載時(shí)，續(xù)流困難；

5）大部分電路針對(duì)CVCF系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)于VVVF系統(tǒng)控制起來相對(duì)要復(fù)雜；

在單相高頻鏈逆變電路中，目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些比較成熟的方案，但三相高頻鏈逆變電路還很不成熟，還需要繼續(xù)深入研究?？傮w來講，主要涉及三個(gè)方面：

1）使用可關(guān)斷器件和軟開關(guān)技術(shù)，提高工作頻率，以便達(dá)到裝置小型化、低成本、無音頻噪音，并且具有高可靠性、高效率；

2）研究新的組合式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分析復(fù)雜的工作過程以及建立數(shù)學(xué)模型，解決目前高頻鏈逆變器存在的缺點(diǎn)；

3）研究各種控制方式，包括PFM、SPWM、SVPWM、DPWM、PDM和差頻控制等。

4結(jié)語

高頻鏈轉(zhuǎn)換器是一種靈活多變的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其共同特點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)形式緊湊，功率密度和效率高，響應(yīng)速度快。另外，系統(tǒng)可以工作在20kHz以上，無音頻噪音，濾波相對(duì)容易，并且功率可達(dá)kW級(jí)以上。因此，無論在恒壓恒頻（CVCF）領(lǐng)域，還是在調(diào)頻調(diào)壓（VVVF）領(lǐng)域都有很大實(shí)用價(jià)值，它是未來繼續(xù)研究發(fā)展的一個(gè)重要課題。