TOP17【毕业设计】高频链逆变器研究与设计.doc文档免费在线阅读

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，并的体积和逆变器的开关频率无关，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电压及负载的波动，装置的动态响应性能较差。

为了解决以上问题，人们不断提出了各种各样的方法，特别是将逆变器的开关频率提高至以上，可以解决上面提到的滤波器体积噪音和动态响应问题，但是由于工频变压器减小谐波引起的铁耗，需要采用更薄的冷轧硅钢片，带来成本的增加。

此外，谐波也是噪音的根源。

逆变器体积大，损耗大。

由于在全桥逆变器输出端接入了工频隔离升压变压器，无形中增加了整个系统的体积。

对于输入电减小谐波引起的铁耗，需要采用更薄的冷轧硅钢片，带来成本的增加。

此外，谐波也是噪音的根源。

逆变器体积大，损耗大。

由于在全桥逆变器输出端接入了工频隔离升压变压器，无形中增加了整个系统的体积。

对于输入电压及负载的波动，装置的动态响应性能较差。

为了解决以上问题，人们不断提出了各种各样的方法，特别是将逆变器的开关频率提高至以上，可以解决上面提到的滤波器体积噪音和动态响应问题，但是由于工频变压器的体积和逆变器的开关频率无关，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