基于SPWPM的移相全桥高频链逆变器研究

基于SPWPM的移相全桥高频链逆变器研究

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基于 S P W P M的移相全桥高频链逆变器研究Re e c n Ph s— hf d F lb i g g—r q e c ikn er r s d o W PM s arh o a e s ie u l r e Hih fe u n y Ln lv t e n SP t— d e Ba华中科技大学电气与电子工程学院包健刚段善旭胡欢

Bao J a ga Du an u Hu Hu n i n ng an Sh x a

【摘要】分析了一种单极性移相全桥桥式高频链逆变器的主电路拓扑和工作原理 .述了正阐弦脉宽脉位调制 (P _ S )技术的实现原理，对移相 SW M软开关的原理和特点进行了讨论，给 PP出了利用 T s 2F 4 s片产生 SW￣控制信号的方法。最后通过仿真和实验验证了 SW￣ 3Q 2 0 OP芯 PP P P技术的正确性和可行性。 【关键词】单极性移相高频链逆变器正弦脉宽脉位调制软开关 D P S

Abs r t O nte b ss o ay igt e mancrutop l ya d worig picpe fu i tac: h a i f an lzn h i i it oog n c kn r ilso n np ar y ph s s fe u lb i g i h_r qu c i n rer t e pr ci l s o i us i ol i a e- hi d f l rd e h g fe en y l t t _ nk ive t, h i p e fs n o d n

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[中图分类号] T4 4 M 6

[献标识码] B文

文章编号 1 6 - 3 0(0 8 0— 0 8 0 10 3 20 ) 704 -5 5

l引言 目前，DC AC变电源已经在很/逆多领域得到了广泛的应用，尤其在新能源的开发和利用中，如光伏发电、 风力发电、燃料电池发电等场合， DCAC换器更是不可或缺。传统的/变逆变技术虽然成熟可靠，应用广泛， 但是存在体积大，笨重，音频噪声大等缺点…。高频链逆变技术利用高

正弦脉冲以及实现周波变换器的安全换流。现有的实现方案较多，相对而言， S￣p 4技术有突出的优点，它将高 p CMt] -, 5频链和S WM调制技术有机的结合在一 P起，因而中间变换环节少，结构简单，

2主电路拓扑与工作原理 单极性移相全桥桥式高频链逆变器的主电路拓扑见图l。该结构由高频逆变桥、高频变压器、周波变换器和输出滤波器等部分组成。由于采用 DC AC AC两级功率变换结构，电路//

整体变换效率和功率密度高。本文所提出的高频链逆变器的

方案为D// C两 CACA级功率变换结构，采用移相全桥桥式结构作为主电路拓扑，使用T 3 0 2 0DS MS 2 F 4 P

频变压器替代传统逆变器中的工频变压器，克服了上述缺点，显著的提高了逆变器的性能，有利于电力电子设备的小型化和轻量化，是当今电力电

芯片来产生S WP P M

子技术领域的研究热点之一。高频链逆变技术的关键问题在于如何通过开关管的高频切换来产生正确的

数字化控制信号。该方案思路清晰，实现过程简单灵活。图 1单极性移相全桥桥式高频链逆变器主电路拓扑

4 THE W ORL NVERT 8 D OF I ERS

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拓扑简洁紧凑，功率密度高，同时具有高频电气隔离，双向功率流动等特点，适用于高压输出、中大功率变换场合。

3 S I M技术原理分析 PP d3 1S WP . P M技术原理介绍 所谓的 S w P技术是指不仅对 P M

间，S…

S S。 ) S ¨(,S b和 ,S b 4 4 2 2

( S

S )驱动信号是互补的高频 的

方波，且相位关系固定，占空比恒定为5%。通过周波变换器的高频解调，使 0 S WP波恢复为单极性S W M波 ( P M P正半周时，恒为正脉冲 )输出正弦波负。半周时，高频逆变桥和周波变换器的工作状况与正半周类似。 由此可得，改变调制波的频率和幅值，就可以改变输出电压的频率和大小。如果采用闭环控制，当输出电压降低时，闭环反馈控制使得移相角e减 小，则有效共同导通时间增大，从而使输出电压增大。因此，通过调节移相角 e便可以实现输出电压的稳定。

脉；中的宽度进行调制，使其按照正弦规律变化，而且对脉；中的位置也进行调制，使调制后的波形中不含有直流

该电路基本工作原理如下：直流 电源 U经过移相全桥高频逆变，进行 d S w P调制，输出高频的双极性三 P M态的S WP脉； P M中，经由高频变压器

和低频成分。根据这种思路，先改变单极性 S W M波的结构，通过移相控 P制得到高频 S W P波，并由高频变 P M压器进行电气隔离和传输，然后通过周波变换器解调恢复为常规的单极性 S W M波，其变换过程见图2 P。 S W P技术原理 P M

进行电气隔离和电能传输，通过周波变换器高频解调后得到单极性 S W M P波，由L低通滤波，得到所需要的正 C弦交流输出电压供给负载使用。k

如图3示，图3所中详 细给出了开关管控制信号及各级输出波形的产生过程。图4出给

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32移相 S WP _ P M软开关原

理和特点移相 S W P P M软开关是以移相Z S V—

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