高频链矩阵式正弦波变换器研究.pdf

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1、第44卷第9期电力电子技术Vo1．44，No．92010年9月PowerElectronicsSeptember2010高频链矩阵式正弦波变换器研究吴胜华，钟炎平，权建洲(空军雷达学院，湖北武汉430019)摘要：针对高频链矩阵式正弦波变换器中双向开关的安全换流问题，提出了一种新的解耦分时驱动策略，改变了以往同类变换器双向开关中两门极共用一个驱动信号的方法。该策略无需检测负载电流极性，容易实现，可以达到双向开关的安全换流，并可有效克服开关的电压浪涌。装置实验证实了该策略的正确性。关键词：变换器；高频链；双向开关；安全换流中图分类号：TM46

2、文献标识码：A文章编号：1000—100X(2叭O)09—00l1一O3ResearchonMatrixSinusoidalWaveformConverterwithHighFrequencyLinkWUSheng—hua，ZHONGYan—ping，QUANJian—zhou(AirForceRadarAcademy，Wuhan430019，China)Abstract：Forsafetycommunicationofthedouble—directionalswitchesinhigh-frequencylinksine-wavecon

3、ve~er，anoveldecouplingtime—sharingdrivemethodisproposed，thewaywithtwogatesuseonedrivesignalinsimilarconve~ersischangedbythismethod．Thecurrentpolarityofloadneedsnottobedetectedinthismethodanditiseasytobeachieved．Thedouble—directionalswitchescancommunicateinsafetyandtheswitc

4、hvoltagesurgecanbeconquered．Theexperimen-talresultsshowthatthecircuitdesignisfeasible．Keywords：convener；high-~equencylink；double-directionalswitch；safetycommunication1引言双向开关分别将行与列连接起来。双向开关用两个自上世纪70年代提出高频链正弦波变换器以功率MOSFET管或IGBT反向级联组成。由于每组来，经过近40年的研究、发展【】-3]，已开始逐步走向成双向开关都要隔离驱

5、动，以采用最少的隔离驱动电熟，并成为电力电子变换技术的研究热点之一。源数目为原则，双向开关可连接为共发射极(源)或高频链正弦波变换器的优点有：功率可双向流共集电极(漏)形式，在此采用共发射极结构。图2示动，源功率与负载功率之间的传输通道为高频环节，出电路原理图。因而无需工频变压器。该变换器是正弦波逆变器高频化、小型轻量化的典型代表，在空问有限、体积重量有特殊要求的场合有着广阔的前景。然而由于在矩阵变换器环节使用了双向开关，要求同一桥臂中的两个双向开关能实现安全换流。这也是制约高频图1高频链矩阵式正弦波变换器链正弦波变换器大功率、实用化的根本

6、因素[41。在此提出一种对矩阵式周波变换器(以下简称矩阵变换器)中双向开关采用的解耦分时驱动策略。VT~ZV。该方式既满足矩阵变换器双向开关的约束条件。又1。2，3，4可以实现安全换流，从而可以规避由于双向开关动图2电路原理图作不同步而出现的电压浪涌。重点讲述了矩阵变换2．2双向开关门极控制策略器双向开关的驱动控制策略，并给出了验证其正确矩阵式结构是为了适应高频逆变级输入的高性的仿真及实验结果。频、高压正负交变双极性方波．其结构可解耦等效为2电路拓扑及矩阵变换器的控制策略正组逆变器和负组逆变器两组级联。当高频、高压方2．1主电路拓扑波的正半

7、周输入时，正组逆变器工作，反之负组逆变图1所示高频链矩阵式正弦波变换器由高频逆器工作。由于两组级联，当一组逆变器工作时，另一变器、高频变压器及矩阵变换器3个功率环节组成。组逆变器必须提供导电通路。在每组逆变器工作的矩阵变换器为2x2结构．在行与列的交叉处用一个半个周期内，可将输入视作稳定的直流高压。两组逆变器“交替”、“接力”地工作，矩阵变换器便可将高频定稿日期：2010—03—10逆变器输入的高频、高压方波变换为常规的SPWM作者简介：吴胜华(1974一)，男，硕士，讲师，研究方向为电力脉冲序列，经滤波后即可得到需要的正弦波输出。矩电子变

8、换技术。阵变换器的解耦等效电路如图3所示。11第44卷第9期电力电子技术Vo1．4J4．No．92010年9月PowerElectronicsSeptember2010(2)工作