新型高效率并聯(lián)諧振直流環(huán)節(jié)軟開關(guān)逆變器

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1、2013年5月電工技術(shù)學(xué)報(bào)Vol.28No.5第28卷第5期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYMay2013新型高效率并聯(lián)諧振直流環(huán)節(jié)軟開關(guān)逆變器11112王強(qiáng)王天施孫海軍劉曉琴侯利民（1.遼寧石油化工大學(xué)信息與控制工程學(xué)院撫順1130012.遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院葫蘆島125105）摘要為降低傳統(tǒng)硬開關(guān)逆變器的開關(guān)損耗，提出了一種新型高效率并聯(lián)諧振直流環(huán)節(jié)軟開關(guān)逆變器。通過在傳統(tǒng)硬開關(guān)逆變器的直流環(huán)節(jié)添加輔助諧振單元，使直流母線電壓周期性地歸零，

2、可以實(shí)現(xiàn)逆變橋主開關(guān)器件的零電壓開關(guān)，而且輔助開關(guān)器件也可以實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)和零電流開關(guān)。此外，輔助諧振單元中的器件都位于直流母線的并聯(lián)支路上，有利于降低輔助諧振單元的損耗，從而實(shí)現(xiàn)逆變器效率的明顯改善。對(duì)其工作原理進(jìn)行分析，給出不同工作模式下的等效電路圖，軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)條件和控制策略。制作一個(gè)5kW的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證該軟開關(guān)逆變器的有效性。關(guān)鍵詞：軟開關(guān)直流環(huán)節(jié)并聯(lián)諧振逆變器中圖分類號(hào)：TM464NovelHighEfficiencyParallelResonantDCLinkSoft-Switchi

3、ngInverter11112WangQiangWangTianshiSunHaijunLiuXiaoqinHouLimin（1.LiaoningShihuaUniversityFushun113001China2.LiaoningTechnicalUniversityHuludao125105China）AbstractAnovelhighefficiencyparallelresonantDClinksoft-switchinginverterisproposedtoreduceswitchingloss

4、intheconventionalhard-switchinginverterinthispaper.AuxiliaryresonantunitwasaddedtoDClinkofconventionalinvertertomakeDC-busvoltagedecreasetozeroperiodically,whichrealizeszero-voltageoperationofallswitchingdevicesininverter.Switchingdevicesintheauxiliaryreson

5、antunitconalsobeoperatedunderzero-voltageswitchingandzero-currentswitching.Inaddition,devicesintheauxiliaryresonantunitareinparallelwithDC-bustoreducelossofauxiliaryresonantunit.Therefore,efficiencycanbeimprovedobviously.Theoperationprinciplewasanalyzed.The

6、equivalentcircuitsatdifferentoperationmodes,conditionsforrealizationofsoft-switching,andcontrolstrategyarepresented.A5kWlaboratoryprototypeisbuilt.Experimentalresultsareproposedtoconfirmvalidityofsoft-switchinginverterpresented.Keywords：Soft-switching,DC-li

7、nk,parallelresonant,inverter小功率器件開關(guān)損耗，在高開關(guān)頻率及高效率要求1引言的應(yīng)用場(chǎng)合更具有優(yōu)勢(shì)。為了得到高效、高性能和功率器件的開關(guān)損耗會(huì)隨著開關(guān)頻率的提高顯高功率密度的逆變器，諧振直流環(huán)節(jié)逆變器以其結(jié)著增加，傳統(tǒng)的硬開關(guān)逆變器在更高開關(guān)頻率下越構(gòu)簡單、控制方便而受到研究者的關(guān)注。從早期的[1]來越難以保持較高的效率，而軟開關(guān)逆變器可以減諧振直流環(huán)節(jié)逆變器、有源鉗位諧振直流環(huán)節(jié)逆[2,3]變器，發(fā)展到各種并聯(lián)諧振直流環(huán)節(jié)軟開關(guān)逆變[4-13]國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51207

8、069)。器。并聯(lián)諧振直流環(huán)節(jié)逆變器具有各元件電壓收稿日期2011-09-06改稿日期2012-01-05應(yīng)力低，各開關(guān)元件均工作于軟開關(guān)狀態(tài)下，電路220電工技術(shù)學(xué)報(bào)2013年5月具有良好的脈寬調(diào)制（PulseWidthModulation,在直流母線零電壓凹槽期間關(guān)斷或?qū)?，功率器件PWM）應(yīng)用能力等優(yōu)點(diǎn)，是目前諧振直流環(huán)節(jié)逆變開關(guān)時(shí)無電壓和電流的重疊，從而降低了開關(guān)損耗。器拓?fù)溲芯堪l(fā)展的主流。