在工程应用方面,单相全桥逆变电路应用广泛,可用于小功率光伏并网系统中的并网逆变器,还可用于航空逆变电源,逆变式弧焊机,客车车辆逆变器,地铁辅助逆变器等。为改善单相全桥逆变器的性能,本文将主要研究节能型单相全桥谐振直流环节逆变器。第二章设计了一种直流支路上带有升压功能的软开关逆变器。其主要特点是在辅助电路运行时,不仅能周期性地使直流支路上的电压变化到零,而且还能提升逆变支路的电压稳态值,使逆变支路输出的线电压的幅值增大,这样能有效改善逆变环节的直流电压利用率,克服了直流支路上的电压的零时刻对其电压利用率的影响。采用简单的受限单极式SPWM控制方法,在每个开关周期内,只需要控制1个主开关的切换,该主开关的触发脉冲为低电平的时间等于直流母线电压的零状态时间,使得主开关能完成零电压软切换。第二章提出的逆变器虽然结构简单,控制方式简便,但位于直流母线上等效为电压源的钳位电容难以保持钳位电容电压稳定。为了解决这一问题,在第三章设计了一种在直流支路上串联变压器的单相全桥谐振逆变电路。辅助电路中的变压器可以向钳位电容补充电能以保持钳位电容电压稳定,保证了直流环节稳态电压高于逆变器直流电源电压,提高了逆变器的直流电压利用率。根据第三章提出的辅助电路结构,本文在第四章提出了一种由图腾柱式单相整流器供电的单相全桥谐振直流环节逆变器,而第二章和第三章提出的单相全桥谐振直流环节逆变器由独立的直流电压源供电。本章在变换器直流环节只设置了一组辅助谐振电路,利用这组辅助电路能分别使整流器输出端和逆变器输入端的电压变化到零,整流器支路和逆变器支路上的各开关器件都能完成零电压软切换,而且辅助开关能够完成零电流软切换。辅助电路只在整流器输出端电压下降到零(逆变器输入端电压上升到稳态电压)的过程中才处于谐振状态,在一定程度上降低了辅助电路损耗。文中详述了各电路的工作过程和软开关的实现条件,对电路进行了参数设计,并详细计算了辅助电路的理论损耗。采用相平面与微分方程相结合的方法来对拓扑结构进行理论分析,最终搭建MATLAB电路模型并进行仿真验证。仿真结果表明三种单相全桥谐振直流环节逆变器均可实现软切换,降低了开关损耗。