串并联谐振软开关逆变器辅佐电路的优化

  的功率和功能，更能进步功率密度， 下降电磁搅扰。近些年，研讨人员提出了多种谐振直流环节的拓扑结构。但这些拓扑结构仍存在许多缺乏，文献 提出的拓扑结构，在直流母线个大电容，构成 电源中点，使； 文献[3]提出的拓扑结构，处理了中性 点电位的平衡问题，可是辅佐电路中的开关器材不可以完成软 关断，添加了开关损耗；文献[4-5]提出的拓扑结构，辅佐 谐振电路里有3个辅佐开关，操控相对杂乱，并且硬件本钱 高；文献[6]提出的拓扑结构，直流母线间的电压康复到直 流电源电压值的两倍，使开关器材和二极管接受更高的电压 应力。本文提出了一种串并联谐振软开关逆变器辅佐电路结 构的基础上，对其进行改善，削减了开关器材，节省了损 耗。本文提出的新式并联谐振直流环节逆变器，具有以下特 点: (1) 只要2个辅佐开关器材，使其小型化、轻量化、节省

  可以完成零电流或零电压开关。(4)没有串联分压电容，无 中性点电位的改变问题。(5)不运用桥臂短路的操控办法完 成零电压切换。在直流母线零电压凹槽内，主开关完成零电 压开关，安全可靠。

  已提出的电路结构如图1所示。改善后的电路结构如图2所示。逆变器电路逆变器的等效电路如图3所示。

  1.1 电路结构 在提出电路拓扑结构之前先作如下假定。 (1)电路中的一切元器材均是抱负的。 (2)谐振电感远小于负载电感。带有三相理性负载的逆变器从直流母线侧来看可等效为一安稳的I0电流源。 (3)直流电源电压为一抱负电压源E。 (4)每个桥臂开关管两头并联的电容Cs可等效为一个直接连在直流母线完全相同，等效为

  本电路在一个开关周期内可大致分为6个作业形式。电路的特征波形如图4所示，各个作业形式如

  形式1(0-t1) 初始状况，S1导通，电源经过S1向负载供 电，一起经过VD3和S1，在Lr内有安稳的电流-Ia流过。电路工 作在稳态。

  形式2(t1-t2) 在t1时刻，关断S1，因为Cr上的电压为E，S1 为零电压关断。Lr和Cr谐振，Cr放电，Lr放电，Cr不只放电 并且给负载供给电流。电压不断减小，直到t2时刻Cr电压为 零。Lr电流减小到-Ib，本形式完毕。电感Lr和电容Cr的表达式

  形式3(t2- t3) 在t2时刻，直流母线和VDs零电压导通。负载电流经过VDs续流。经过VD2和VD3，向电源回馈能量。 L r 电流持续减小， 直到t 3 时刻,L r 电流为零，本形式完毕。电感Lr的表达式

  使Cr的电压康复到E，在t4 时刻，当Cr1上电压到达Ua后关断S2。Lr 电流为Ic，本形式完毕。

  形式5(t4-t5) 在t4时刻，关断S2后Cr的电压仍为零，S2为 零电压关断。在直流母线电压 为零的最近一段时刻内，逆变器上 的主开关可以完成一次零电压 的注册。Lr、Cr 、Cr1谐振，被 充电， Cr 、 Cr1电压和添加到 E ， L r 的 电 流 最 大 ， 然 后 L r 的 电流开端减小，Cr电压持续增 加，Cr1电压持续添加，当t5时 刻 ， Cr 1 电 压 变 为 U b ， C r 电 压 变为E，直流母线的电压变为 E，Lr的电流为Id，VD1导通，

  形式6(t5-t6) t5时刻，Lr、Cr1持续谐振，Lr电流减为0，然后反向增大，Cr1电压增大到最大，本形式完毕。形式7(t6-t7) 在t6时刻，导通S1，因为直流母线电压减为零，Lr电流添加到反向 最大，一起VD3导通，Lr电流不再改变。t7时刻，Lr电流变 为-Ia，本形式完毕。

  与已提出的拓扑结构比较，存在以下长处：(1)辅佐电 路开关器材少，削减一个开关器材和续流管，损耗相应减 少。(2)逆变器桥臂上的一切开关器材完成零电压注册与关 断周期作业形式削减，变得简略。(3)直流母线零电压凹槽 构成的时刻不受负载电流的影响。(4)完成续流管零电流关 断。针对不同的操控战略、不同的谐振参数对负载输出波形 的影响程度，将做进一步的研讨。

  [1]CHANG Jie, HU Jun. Modular design of soft-switching circuits for two- level and three-level inverter [J]. IEEE Transactions on Power Electronics,

  [2]王强, 王天施, 孙水兵, 等．新式高功率并联谐振直流环节软开关逆变器[J].电工技

  [4]王军, 徐龙祥. 软开关技能在磁悬浮轴承功率放大器中的使用[J]. 电工技能学报,

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  [7]王强.无中性点电位改变的并联谐振软开关逆变器[J]. 我国电机工程学报, 2012,

  完成SiC器材与先进电机、电控体系的全方位优化、匹配，并促进逆变器愈加“智能化”和“傻瓜化”

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