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在电力电子技术领域中,逆变技术有着其重要地位,它是现代电力传动系统中的主要支撑,是不间断电源(UPS)的核心技术。随着通讯、电子技术和电力系统的进步,对电源的性能、重量、体积、效率和可靠性及环保提出了更高的要求,高频链逆变技术正是在这种情况下得到重视并蓬勃发展的高新技术领域。
目前,单向电压源高频链DC/AC功率变换器应用较为广泛。这类变换器只适用于从电源向负载单向传输功率的系统,而且能量需要经过三级功率变换(即高频逆变、高频整流和低频逆变),因而通态损耗较大,系统结构复杂,效率低。针对单向电压源高频链功率变换器的缺点,双向高频链DC/AC功率变换器不仅能双向转输功率,而且只需要经过高频逆变器和周波变换器两级功率变换,其结构比单向电压源高频链DC/AC功率变换器简单,通态损耗低,系统效率高。本文主要对基于谐振的双向全桥高频链DC/AC变换器进行研究。
本文首先简单介绍了国内外对高频链逆变器的研究情况,在阐述高频链逆变技术产生和发展的基础上,分析了几种具有代表性的电压源和电流源高频链逆变技术的优缺点;从基于谐振的高频链DC/AC逆变器拓扑结构和原理特性分析入手,对全桥双向高频链逆变电源的关键技术进行了深入研究和探讨,为逆变电源的整个系统的理论分析和论证奠定了基础。本文重点阐述了全桥双向高频链DC/AC逆变电源的设计与实现,设计了系统的总体方案,对逆变主电路、控制电路各部分、保护电路及功率驱动电路中各项参数的设计和计算进行了详细的说明;最后,对高频链逆变电源多闭环控制系统进行了模型建设,并在MATLAB软件SIMULINK环境下进行了仿真验证,该系统具有很好的稳定性和鲁棒性。