器的开关频率无关，只是和变压器的基波频率有关，因此单纯的从提高逆变器的开关频率这方面并不能减小变压器的体积，为了实现逆变电源的小型化轻便化和高效化的目的，必须研究新的逆变拓扑结构或控制策略。

高频链逆变技术就是在这种背景之下应运而生。

和于年提出了高频链逆变技术。

采用高频链逆变技术的目的就是高频变压器取代基频工频变压器传输能量，并实现变流装置的二次侧的电气隔离，这样不仅仅减小了逆变器的体积重量，而且也大大提高了逆变器的性能。

虽然该文献提出的可变高频链逆变技术的概念具有许多的优点，然而由于当时半导体器件的限制，其工作频率局限在的范围，还不能完全体现出高频链逆变技术的优点。

年，从另个角度分析了高频链逆变技术的拓扑结构，如图所示。

参考电压降压或升压变压器全控桥负载反馈图高频链逆变器框图该拓扑结构通过高频环节获得合适的直流电压，然后通过逆变器获得所需的交流输出，这种拓扑在环节中使用了高频变压器，避免了使用工频变压器。

进入上世纪年代，高频链逆变技术开始受到国内学者的极大关注，发表了大量的相关文献。

文献首次提出了种适用于中小功率场合新颖的全桥电流源高频链逆变器，其特点是电路拓扑结构简单，无需输出滤波电感，控制方案容易实现等。

进入本世纪，又相继出现了些新的高频链逆变器电路拓扑结构和控制方案，文献主要提出了推挽式半桥式和反激式电流源高频链逆变器的电路拓扑和控制方案，电路结构都是基于反激式变换器。

它是由高频逆变器和周波变换器组成，其中高频变压器不但提供电气隔离和电压调整还兼具储能作用，因此可以省去输出滤波电感。

与传统的逆变拓扑相比，高频链逆变技术具有以下优点系统的效率高接近变换器的效率可靠性较高系统的动态响应好输出电压的波形失真度小系统易于串并联课题研究的背景与意义经研究发现，当前提出的电流源高频链逆变电路拓扑在每个工作模式下等效于反激变换器，此种电流模式逆变器具有拓扑紧凑动态响应好控制简单无输出滤波电感等优点。

由于电流模式高频链逆变器工作在不连续状态，这就导致了很高的开关电流电压应力和相当高的导通损耗在输出电压的正，负半周，变压器都在连续的脉冲下工作，高频变压器在把能量释放给负载前存储了所有的能量，因存在器件和磁性材料的容量限制等原因，使之难以用于大输的情况，这将引起输入直流侧电压的波动，对直流母线上工作的其他部件造成不良影响。

尽管双向逆变器的技术水平高于单向逆变器，但对类应用来说依据功能性能可靠性和成本等综合考虑，最合适的方案才是最佳方案。

对于应用于运输工具和分布式发电系统大量选用的小功率装置来说，单向电压型高频链逆变器有其自身独特的优势技术成熟，成本低，可靠性高。

尤其对小功率的高频链逆变器来说，产品的成本和可靠性是非常重要的。

本课题研究主要内容本文主要研究了种基于控制高频逆变器，整个装置以全桥逆变器和变压器为主拓扑结构，以电解电容作为储能滤波元件。

当负载为感性或容性时，提供变换器能量交换所需的无功功率，而不需要将能量送回直流侧，利用软件包建立其仿真模型并采用单极性移相控制策略，给出了主要的仿真波形。

仿真结果表明，采用单极性移相控制策略的高频脉冲逆变器是可行的。

本章小结本章介绍了传统逆变技术和高频链逆变技术的现状和发展以及两种逆变技术的区别，深入分析了现有的逆变拓扑结构。

第二章高频链逆变器的原理逆变电源的控制技术控制技术就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形含形状和幅值面积等效原理是技术的重要基础理论种典型的控制波形脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的波形称为波。

控制技术在逆变电路中的应用十分广泛。

目前中小功率的逆变电路几乎都采用了技术。

逆变电路是控制技术最为重要的应用场合。

根据控制的基本原理，控制技术可分为计算法和调制法。

如果给出了逆变电路的正弦波输出频率幅值和半个周期内的脉冲数，波形中各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。

按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的波形。

这种方法称之为计算法。

可以看出，计算法是根烦琐的，当需要输出的正弦波的频率幅值或相位变化是，结果都要变化。

与计算法相对应的是调制法，即把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的波形。

通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中等腰三角波应用最多。

因为等腰三角波上任点的水平宽度和高度成线性关系且左右对称，当它与任何个平缓变化的调制信号波相交时，如果在交点时刻对电路中开关器件的通断进行控制，就可以得到宽度正比与信号波幅值的脉冲，这正好符合控制的要求。

在调制信号波为正弦波时。

所得到的就是波形，这种情况应用小节本章主要介绍了高频链逆变电源的设计方案，首先对逆变电源的性能做了具体要求，然后对高频变压器进行了具体的设计，最后对滤波器进行了参数计算与设计。

第四章仿真与实验结果分析软件仿真介绍美国公司于年推出了矩阵实验室缩写为这就是最早的雏形，它早期主要用于现代控制中复杂的矩阵向量的各种运算。

由于它提供了强大的矩阵处理和绘图功能，很多专家在各领域编写了专门的工具包，如控制系统工具包系统辨识工具包信号处理工具包。

随着功能的不断扩展，已不仅仅局限于现代控制系统分析及综合应用，现在的电气系统也能通过它进行建模仿真。

作为个仿真软件包使得的功能进步扩展，实现了可视化建模和多种环境间的文件共享与数据交换。

允许用户根据个人需要建立自己的仿真模块，把理论研究和工程实现有机地结合在起，这大大拓宽了软件应用，也为用户进行电气系统的仿真提供了极大的便利。

另外中的电气系统模块工具箱，涵盖了电路电力电子电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件模型，方便了用户应用。

用户也可以通过内的函数模块对各模型或信号进行处理。

电气系统模块包括以下八个子模块电源模块包括直流电压源交流电压源交流电流源可控电压源和可控电流源等。

元件模块库包括串并联负载支路变压器互感器断路器分布参数线路和电涌放电器等。

电力电子模块库包括理想开关二极管晶闸管和等。

测量模块库包括电流测量电压测量模块。

连接模块库包括地和中性点及各种连接器等。

电机模块库包括异步电机同步电机和永磁同步电机等。

附加电气系统模块库包括功率测算傅立叶分析可编程定时器同步脉冲发生器以及三相库等。

高频链逆变器的系统仿真模型整体仿真模型根据图原理图建立系统仿真模型如图所示图系统仿真模型图滤波器图逆变器仿真模型的参数设定经过深入的理论分析和仿真调试，本系统的仿真参数设置如下仿真算法使用算法，将相对误差设置为，输入直流电压，输出电压有效值，逆变器额定容量，频率，开关频率，功率开关为，仿真时间，高频变压器原副边变比为，输出滤波电感，输出滤波电容仿真结果与分析图输入直流电源图滤波器输入电压波形图滤波器输出电压波形图负载电流理论分析和实验表明单极性控制的高频链逆变电路拓扑具有以下优点关控制信号频率是正弦脉宽调制信号的调制频率，其产生和控制变得极为简单。

同时，由于次级主开关管只导通电压脉冲，自然实现了软开关，提高了整个电路的效率。

续流及能量回馈支路的存在解决了通常由滤波电感引起的电压过冲问题，另方面也可以把电容存储的无功能量回馈到直流输入端，提高了效率。

将和续流二极管作为理想开关建立的仿真方案可对电压型逆变器控制系统设计进行仿真。

数学分析和实验波形验证了仿真结果的可行性。

本章小结本章主要利用仿真软件中的仿真软件包对系统进行建模并通过设定相应的仿真参数对系统进行仿真获得结果，通过对结果的分析验证了该方案的可行性。

结论本文的工作主要围绕单向电压源高频链逆变器电路设计和软件设计等方面展开了研究。

论文的主要工作内容总结如下分析现有的高频链逆变器工作原理的同时，充分肯定了其优于传统逆变器的诸多优点，同时也指出了它的不足之处，并针对其不足之处研究了种单向电压源高频链逆变系统拓扑结构。

通过分析和比较发现单极性调制法相对于双极性调制方法，其谐波含量更低，只需要较小的滤波器件就可以达到很好的滤波效果。

在选择此种调制方式的基础上，采用滤波电容电流瞬时反馈内环来控制逆变器的输出。

给出了系统的传递函数，分析了系统的稳定性和外特性。

深入的分析了该系统，并以此为基础进行电路拓扑结构功率器件的选择高频变压器输出滤波器设计。

通过对该系统工作原理的理论分析以及控制方案中各控制参数的计算在环境下建立电路模型，对此电路拓扑和控制策略进行仿真。

通过对滤波参数进行筛选并调试，在保证滤波性能的前提下，得出了最终的参数值，使输出波形达到了预期的技术指标，从而证明了该方案的正确性和可行性。

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