雙向電壓源高頻鏈逆變器

雙向電壓源高頻鏈逆變拓?fù)渥迦鐖D4所示,從輸入側(cè)逆變級(jí)看,推挽式電路適用于低壓輸入變換場(chǎng)合;半橋和全橋電路適用于高壓輸入場(chǎng)合。從輸出側(cè)周波變換級(jí)看,全波式電路功率開關(guān)電壓應(yīng)力高,功率開關(guān)數(shù)少,變壓器繞組利用率低,適用于低壓輸出變換場(chǎng)合;全橋式電路功率開關(guān)電壓應(yīng)力低,功率開關(guān)數(shù)多,變壓器繞組的利用率高,適用于高壓輸出場(chǎng)合。

雙向電壓源高頻鏈逆變器具有雙向功率流,減少了功率變換級(jí)數(shù)的優(yōu)點(diǎn),但卻存在一個(gè)固有的缺點(diǎn),即采用傳統(tǒng)PWM技術(shù)的輸出周波變換器換流時(shí)阻斷了高頻變壓器漏感中連續(xù)的能量,于是導(dǎo)致高頻變壓器和輸出周波變換器之間出現(xiàn)電壓過沖。因此,這類逆變器通常需要采用緩沖電路或有源電壓箝位電路來吸收存儲(chǔ)在漏感中的能量,從而增加了功率器件數(shù)和控制電路的復(fù)雜
性。同時(shí)還要保證高頻變壓器在低頻交流信號(hào)的正負(fù)半周單極性往復(fù)工作中避免變壓器磁芯飽和,確保低頻交流信號(hào)被線性傳遞。
針對(duì)電壓過沖問題,專家和學(xué)者們不斷尋求更好的方法,提出了一些新的控制策略和技術(shù),如換流重疊的單極性、雙極性移相控制技術(shù),它通過控制高頻逆變器和周波變換器的相移來調(diào)節(jié)輸出電壓和功率流向,實(shí)現(xiàn)周波變換器功率管的自然換流,消除了電壓尖峰;還有將串聯(lián)諧振技術(shù)和雙向電壓源高頻鏈逆變器相結(jié)合的技術(shù)。
針對(duì)磁芯飽和問題,提出了一些新的電路拓?fù)?現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹兩個(gè)改進(jìn)的電路,如圖5所示。圖5(a)中變壓器原邊的兩個(gè)正激變換器將高頻單極性SPWM脈沖序列分成兩組驅(qū)動(dòng)脈沖,這兩個(gè)正激變換器是由這兩組SPWM驅(qū)動(dòng)脈沖分別控制的,因此最大的工作占空比可以大于0.5,不存在磁芯飽和的問題,且具有較低的電壓應(yīng)力。而副邊兩個(gè)主開關(guān)管是由與輸出頻率相同的低頻方波控
制的,因此控制簡(jiǎn)單,且易于實(shí)現(xiàn)軟開關(guān),能夠降低開關(guān)損耗和減少噪聲。同時(shí)副邊還增加了兩個(gè)能量反饋電路,因此給感性電流提供了通路,避免了電壓過沖的發(fā)牛。圖5(b)實(shí)質(zhì)為共用一個(gè)變壓器鐵芯和副邊的兩個(gè)單端反激變換器,由它完成對(duì)低頻電功率的變壓、隔離、傳遞的任務(wù),但由于當(dāng)開關(guān)管接收控制信號(hào)脈沖列導(dǎo)通吋,在低頻調(diào)制信號(hào)的正半周和負(fù)半周內(nèi),施加在變壓器繞組上的是同一方向的電壓,變樂器磁芯中的磁通可能將級(jí)進(jìn)地逐漸增加,導(dǎo)致磁芯飽和,造成磁偏或單向磁化,導(dǎo)致低頻電信號(hào)放大失真或由于很大的磁化電流而無法正常工作,因此提出了逐個(gè)脈沖磁復(fù)位技術(shù),就是在每個(gè)高頻脈沖之后及時(shí)采取措施．使每個(gè)高頻脈沖引起的磁通增加都回復(fù)到零,從而避免磁芯飽和。