三相软开关谐振极型逆变器的电路动态分析

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1、三相软开关谐振极型逆变器的电路动态分析*王强，张化光，褚恩辉，侯利民(东北大学信息科学与工程学院沈阳110004)摘要：为减小逆变器的开关损耗，提高逆变器的转换效率，提出了一种新型软开关三相谐振极逆变器，并进行了电路的动态分析。该逆变器在直流母线之间串联了三个电解电容，来稳运苴流母线电压，同时限制谐振电容和开关器件的承受的最大电压。文中对三个电解电容在每个工作模式中的电压变化进行了详细的动态理论解析。理论解析表明负载电流变化时，电解电容的电压也会随负裁电流变化。实验结果表明：直流母线间的三个电解电容的电压变化符合理论分析，电解电容的电圧变化对输出电压基本没有影响。关键

2、词：软开关；死区时间；零电流开通：零电压关断：谐振极中图分类号：TM464文献标识码：A国家标准学科分类代码：470.40Dynamicanalysisonsoft-switchingthree-phaseresonantpoleinverterWangQiang,ZhangHuaguang,ChuEnhui,HouLimin(CollegeofInformationScience&Engineering,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China)AbstractsThispaperpresentsanovelsoft-s

3、witchingthree-phaseresonantpoleinverterinordertoreduceswitchinglossandimproveefficiency.Dynamicanalysisofthecircuitoftheinverterisalsocarriedoutinthepaper.TherearethreeelectrolyticcapacitorsbetweentheDCbuses.Theyareusedtoformstabledc-busvoltageandlimitthemaximumvoltageacrosstheresonant

4、capacitorandswitchingdevices.Thevariationofthevoltageofthethreeelectrolyticcapacitorsineverystageisdynamicallyanalyzedintheory.Analysisshowsthatthevoltageonthethreeelectrolyticcapacitorsalsovarieswithloadcurrent.Experimentalresultsillustratethatthevariationofthevoltageacrossthethreeelec

5、trolyticcapacitorsbetweenDCbusesconformstotheanalysisintheory.ThevariationofthevoltageacrossthethreeelectrolyticcapacitorsbetweenDCbuseshasnoinfluenceonoutputvoltage.Keywords：soft-switching;dead-time;zero-currentturnon;zero-voltageturnoff;resonantpole收稿门期：2008-11ReceivedDate：2008-11•基金项

6、目：国家863计划重点项目(2006AA04Z183)资助1引言由于现代电力电子装置愈来愈趋向于小型化和轻量化，必然要求开关频率越来越高。当开关频率很髙时，给电路造成严重的噪声污染和开关损耗，且产生严重的电磁干扰,软开关技术的岀现解决了这一系列问题。软开关技术指通过辅助谐振电路使开关管开通前电压先降为零,关断前电流先降为零，实现零电压开通,零电流关断：或者通过辅助谐振电路降低开关管开通瞬间的电流的上升率和开关管关断瞬间的电压的上升率，实现零电流开通和零电压关断，从而大大降低了开关功率损耗，减少了噪声污染和电磁干扰山。软开关逆变器的电路拓扑形式大致可分为两大类：谐振直流

7、环节逆变器和谐振极型逆变器。谐振极逆变器每一个逆变桥臂都配有一组辅助谐振电路，为该桥臂上下开关器件创造零电压通断条件。这使其每一相的操作都完全独立于其他各相，不存在软开关操作与逆变器开关策略难以同步的问题。故稍加修改，便可方便地采用任意一种常规的SPWM调制策略进行输出电压控制⑵。近些年关于软开关谐振极型逆变器的研究取得了一定的成果&5本文提出了一种新型软开关谐振极型逆变器，文中对其工作原理和直流母线间的电解电容的电压变化进行了详细分析，最后通过实验结果验证了原理的正确性。2电路的工作原理2.1拓扑结构新回路如图1所示，叫是直流电源，电解电容Go,C