双向电压源高频逆变器的单极性移相控制策略

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1、研究与设计双向电压源高频逆变器的单极性移相控制策略肖站，国海峰（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001）摘要：对于双向电压源高频逆变器的控制问题，提出了一种新型的单极性移相控制策略，即采用单极性单调制波的控制，高频变压器直流偏磁受到抑制，磁芯利用率高。阐述了全桥全波式高频逆变器主电路拓扑的工作原理，应用该策略可以实现变压器漏感能量和输出滤波电感电流的自然换流，周波变换器功率开关的ZVS工作。详细分析了逆变器在一个高频开关周期内的10个工作模态电路，讨论了关键电路参数的设计原则。进行了MTLAB仿真分析，其结果表明

2、，该控制策略实现了功率双向流动，变换效率高，周波变换器实现了ZVS换流，输出正弦电压波的正负对称性好，且易于工程实现。关键词：逆变器；单极性移相控制；自然换流；周波变换器中图分类号:TM464文献标识码:A文章编号：1002-087X(2010)01-0070-04Auni-polarityphaseshiftingcontrolstrategyforbi-directionalvoltagemodeinverterswithhighfrequencylinkXIAOZhan，GUOHai-feng(Dept.ofElectrical

3、Engineering,HarbinInstituteofTechnology,HarbinHeilongjiang150001,China)Abstract:Anoveluni-polarityphaseshiftingcontrolstrategy,namelyuni-polarityandsinglemodulationcontrol,wasproposedinthispaperaccordingtothecontrolofbi-directionalvoltagemodehigh-frequencylinkinverters.

4、TheutilizationrateofmagneticcorewashighbecausetheDCmagneticbiasofhigh-frequencytransformerwasrestrained.Theoperationprincipleoftheproposedcontrolstrategywasanalyzedwiththemaincircuittopologyofthefullbridge-fullwavemodeHFinverters.Withthisstrategy,theleakageinductanceene

5、rgyandtheoutputfilteringinductancecurrentwerenaturallycommutated,whileZVSswitchingofcycloconverterwasrealized.Tenkindsofworkingmodecircuitswithinoneswitchingperiodwerecarefullyanalyzedandthedesigncriterionsofkeycircuitparameterswerediscussed.Thesimulationanalyzedresults

6、withMATLABvalidatethefeasibilitiesoftheproposedstrategy,suchasbi-directionalpowerflow,highefficiencyofinversion,ZVScommutationofcycloconverter,goodpropertiesofplus-minussymmetryandtheproposedstrategyiseasilyappliedtoengineering.Keywords:inverters;uni-polarityphaseshifti

7、ngcontrol;naturalcommutation;cycloconverter双向电压源高频逆变器减少了功率变换级数，具有双向主电路拓扑的功率开关增加一倍，开关损耗增加，同时控制电传输功率的能力，从而克服了单向电压源高频逆变器、高频脉路亦变得异常复杂。或者采用缓冲电路吸收漏感能量来降低冲直流逆变器只能单向传输功率的缺点[1]。目前，对于此类变电压过冲，但同样会使变换效率不够理想。换器应用广泛的控制技术为正弦脉冲相位调制(SPWPM)技双向电压源高频逆变器的控制策略分为单极性移相和双术[2]，即前级全桥高频逆变器采用移相SPWM

8、技术，后级周波极性移相控制。但是，采用双极性移相控制时，逆变器存在输变换器采用同步驱动功率开关。但是前级全桥逆变器的功率出滤波电感电流过零点时输出电压波形发生畸变，输出频谱开关不可能实现所有ZVS开关过程，并且全桥逆变器