单级式反激逆变器研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文单级式反激逆变器研究姓名：孙林申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：龚春英20060201南京航空航天大学硕士学位论文摘要单级式隔离逆变技术只需一级功率变换就可完成传统两级逆变电路的全部功能包括DC/AC逆变、电压调整及电气隔离。电路简洁，系统的功率密度、效率及可靠性均较高，成本大大减小，十分适用于小功率场合。本文首次提出了一个基于双向直直变换器组合的单级高频链逆变电路拓扑族。它们都是由两个双向直直变换器输入端并联，输出端串联构成。本文着重对拓扑族中结构最简洁的反激逆变器进行了全面系统的研究。在对反激变换器和双向反激变换器的

2、基本特性及控制方式分析的基础上，介绍了反激逆变器的构成及基本工作原理。首先提出并研究了差动控制策略，针对差动控制策略存在能量循环的问题提出并详细研究了单边控制策略。对单边控制策略下的两种控制模式：非互补导通和互补导通即同步整流控制，分别进行了深入的理论和仿真分析及实验验证。文中分别给出了反激逆变器断续及连续模式下的电路参数设计准则。研制的100VA原理样机实验结果表明，该逆变电路输出正弦电压失真度小，体积小，输出动态及静态性能良好。采用非互补导通控制，在CCM模式下由于功率管电流峰值和有效值的减小，逆变器变换效率较DCM模式下有所提高；另外，CCM模式下，反激逆变器

3、采用同步整流控制，减小了整流二极管的导通压降，并且电路中同步整流管可实现零电压开通。采用该策略在简化控制电路结构的同时大大提高了逆变器的变换效率，100VA原理样机效率最终提高至85.9％。本文还对单级式隔离丘克逆变电路进行了初步设计和稳定性分析。仿真结果验证了该新型电路的可行性。关键词：逆变器，单级，反激，隔离，差动控制，单边控制，非互补导通，同步整流,零电压开通,电流连续模式，电流断续模式，丘克i单级式反激逆变器研究AbstractTheSingle-Stageisolatedinverterscanfulfillallthefunctionsoftwo-sta

4、geinvertersinonestage，includingDC/ACinverter,voltageadjustmentandelectricalisolation.Thus,thecircuitstructureandthecontrolschemescanbesimplified,withresultanthighreliabilityandreducedcost.Therefore,itbecomesaninterestofresearchinlowpowerDC/ACapplications.Inthisdissertation,threenovelsi

5、ngle-stageisolatedinvertertopologieswereproposed.Bothofthemarecomposedbytwobasicbi-directionalDC-DCconverters,andtheinputportsofthetwoconvertersareparallel,theoutputportsareconnectedinseries.Theflybackinverterthatfeaturessimpleststructurewasresearchedinthisdissertation.Basedontheanalys

6、isofthebasicflybackconverterandbi-directionalflybackconverter,thebasicoperationprinciplesoftheflybackinverterwerepresented.Andthentwocontrolstrategiesweregiven,includingdifferencecontrolstrategyandunilateralcontrolstrategy.Thelaterstrategywasproposedtoeliminatethepowercirculationthatex

7、istsintheinverterundertheformercontrolstrategy.Theunilateralcontrolstrategiescanbeclassifiedintotwobasiccontrolmodes:un-alternateswitchingmodeandsynchronousrectification(SR)mode.Thetheoreticalanalysisandsimulationsofthesetwocontrolmodesweregivenindetail,alsowiththeexperimentalverific