【摘 要】
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在电机驱动、不间断电源、新能源并网等功率变换器应用场合,对逆变器性能和效率的要求越来越高。软开关逆变技术的引入能使功率器件的开关损耗明显减少,在保证较高效率的同时,能进一步提高开关频率。因此,软开关技术已成为当今持续的研究热点。在众多软开关逆变器拓扑中,辅助谐振极逆变器以其三相独立控制和电压利用率高等诸多突出的优点,在以可靠性为重要参考要素的大功率应用场合受到广泛青睐。 通过对现有辅助谐振极逆变
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在电机驱动、不间断电源、新能源并网等功率变换器应用场合,对逆变器性能和效率的要求越来越高。软开关逆变技术的引入能使功率器件的开关损耗明显减少,在保证较高效率的同时,能进一步提高开关频率。因此,软开关技术已成为当今持续的研究热点。在众多软开关逆变器拓扑中,辅助谐振极逆变器以其三相独立控制和电压利用率高等诸多突出的优点,在以可靠性为重要参考要素的大功率应用场合受到广泛青睐。
通过对现有辅助谐振极逆变器研究成果的学习与研究,针对一种优质的辅助谐振极逆变拓扑——双辅助谐振极逆变器所存在的辅助缓冲回路过于复杂和谐振过程之间相互耦合的缺点,本文提出一种新型辅助谐振极逆变拓扑,在保留改进型双辅助谐振极逆变器辅助开关管实现可靠软关断、辅助缓冲回路电流应力小和轻载变换效率高等诸多优点的基础上,完成了辅助缓冲回路的简化和谐振过程的解耦,降低了逆变器的成本和耦合谐振带来的系统震荡,提高了逆变器的性能和实用性。
但参数设计时电流应力和电压变化率的矛盾使谐振电容选择受限,在保证电压变化率要求的前提下,回路的电流应力不能达到预期。为了消除新型辅助谐振极逆变器电流应力和电压变化率的矛盾,本文进一步提出了一种具有电压变化率和电流应力限制能力的改进型辅助谐振极逆变器,该逆变器通过增加一组限制电压变换率的辅助谐振电容,既可以限制开关管关断后的电压变化率,又使辅助缓冲回路的电流应力近似等于负载电流,降低了辅助缓冲回路的导通损耗。
本文首先对改进型双辅助谐振极逆变器和新型辅助谐振极逆变器进行必要讨论,然后深入分析改进型辅助谐振极逆变器的换流过程,划分不同的换流模式,详述工作原理,给出回路软开关的实现条件以及损耗分析和参数设计的方法。最后通过Matlab/Simulink软件搭建仿真平台,以验证新型辅助谐振极逆变器的正确性和优越性。
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