双辅助谐振极软开关逆变器的研究

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近年来,随着电力电子技术的发展,软开关技术以其开关损耗小、电磁干扰低等诸多优点受到学术界的广泛关注。目前,软开关逆变技术在电力系统、通信、航空航天等领域得到广泛的应用。在众多软开关逆变器拓扑中,辅助谐振极逆变器没有增加主功率开关器件的电压和电流应力,更加适合应用于大功率逆变场合。本文针对一种辅助谐振极逆变器在实际应用中辅助开关管难以实现零电压关断问题,提出一种双辅助谐振极软开关逆变器拓扑结构。所提新拓扑在原拓扑基础上增加一组新的辅助谐振回路,两组辅助谐振回路分别确保主开关管与辅助开关管的零电压关断。新拓扑不仅具有辅助谐振极逆变器的诸多优点,而且可以有效避免因回路配线形态所带来的寄生电路参数对辅助开关管关断过程的影响,从而确保了辅助开关管可靠地实现零电压关断,改善了辅助开关管的工作环境,提高了逆变器工作的可靠性,实现了高效、高质量的电能转换。本文首先对日本学者提出的一种辅助谐振极逆变器的工作原理以及该拓扑存在的问题进行简要分析,然后详细地分析了本文提出的双辅助谐振极逆变器的结构特点与工作原理,建立了逆变器的动态数学模型,给出了软开关实现条件以及参数设计方法,随后论述了所提双辅助谐振极逆变器可以避免电路寄生参数影响的理论依据,最后通过Matlab软件仿真以及10kVA/16kHz实验样机验证双辅助谐振极逆变器的有效性。
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