新颖的高频链逆变器

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 高频链 逆变器 

1 引言
提高逆变器开关频率有助于减小滤波器体积和用高频变压器来代替体积和重量很大的低频
变压器，减小变压器体积和重量，实现逆变器的小型化和轻量化。但是功率开关器件的高频
开关带来了开关损耗比较严重。高频脉冲直流逆变器既具有高频环节逆变器的优点，又能够
实现逆变器的软开关，是性能较好的高频环节逆变器

[1][2][3][4]。与其它的直流变换器比较，

推挽正激直流变换器具有以下几个特点

[5][6]：

①功率开关关断时漏感引起的漏源尖峰电压

被箝位在

2Ui，省去了缓冲电路，提高了变换效率；

②输入电流 ii 的脉动量减小，降低了

输入滤波器的体积和重量；

③高频变压器磁芯双向对称磁化，功率管承受一半的输入电流，

两倍输入电压。因此，在低压大电流输入逆变场合，推挽正激

DC-DC 变换器将是单向电压

源高频环节逆变器理想的前置级电路拓扑。采取适当的控制方案把他们有效的结合起来，则
可以为低压中大功率场合的逆变器寻找一种理想拓扑。

图

1  推挽正激式高频环节逆变器电路拓扑

2 电路拓扑
推挽正激式高频环节逆变器，由推挽正激

DC-DC 变换器、吸收回路和 DC-AC 逆变桥级联而

成，如图

1 所示。前级推挽正激 DC-DC 变换器， 先将不稳定的输入电压 Ui 变换成后级 DC-

AC 逆变桥所需要的高频脉冲直流电压 udo，经过尖峰吸收回路后，后级 DC-AC 逆变桥再
将其变换成所需要的稳定正弦交流输出电压

uo。

3 控制方案
3.1 级联式控制
该控制方案如图

2 所示在这种控制方案下，前级推挽正激直流变换器采用电压型控制，输

出平均值恒定的高频脉冲直流电压

ud0。后级逆变器采用电压电流双闭环控制，选择在直流

母线电压过零点进行开关以实现软开关。该控制方案实现软开关简单，但具有以下几点缺点：
①负载扰动变化在前级的直流变换器的闭环反馈之外，在负载变化时前级控制器反映较慢。
②后级为了实现零电压开关需要选择电压过零点，这种离散脉冲控制方式引入了控制滞后
问题，增加了输出电压谐波，增大了滤波器体积。

③后级的逆变桥在能量回馈的时由于直流

母线电压不能回零依然工作于硬开关状态。

图

2 级联式控制方案

3.2 SPWM 控制
该控制方案如图

3 所示，该控制方案的闭环反馈把负载扰动包括在内，能对负载扰动做出

快速反映，且

SPWM 控制输出电压谐波频率固定，输出滤波器设计简单，后级逆变桥基本

上工作于低频开关状态，开关损耗低。该控制方案的原理为：输出电压与给定电压相比较后
的信号经过电压调节器的输出信号作为电流的给定信号。检测滤波电感的电流信号与给定电
流信号相比较后的信号经过电流调节器的输出信号与三角载波相交截

,产生 SPWM 波来控