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雙極性雙調(diào)制波高頻鏈逆變器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

2017-10-20 | rar | 0.3 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

1 引言
  DCAC逆變電源應(yīng)用廣泛,傳統(tǒng)的低頻逆變技術(shù)采用工頻變壓器,其缺點(diǎn)明顯。所謂高頻鏈逆變技術(shù)就是采用高頻變壓器替代低頻變壓器傳輸能量,并實(shí)現(xiàn)變流裝置初、次級(jí)電源之間的電氣隔離,減小了變壓器的體積和重量,克服了低頻逆變技術(shù)的缺點(diǎn),顯著提高了逆變器的特性。
  雙向電壓型高頻鏈逆變器存在一個(gè)固有的缺陷,即采用傳統(tǒng)PWM技術(shù)的周波變換器換流時(shí)漏感能量會(huì)引起電壓過沖。在不增加拓?fù)鋸?fù)雜性的情況下,采用合理的調(diào)制方法可解決這一問題。雙極性雙調(diào)制波方法是一種有效的方案,在不加箝位或吸收電路時(shí),該方法可以實(shí)現(xiàn)高頻逆變橋開關(guān)管的ZVS開通和周波變換器開關(guān)管的ZCS關(guān)斷;濾波電感電流極性選擇信號(hào)的引入,避免了換流重疊期間周波變換器中的環(huán)流現(xiàn)象。此外,該控制方法易于用數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)。這里在全橋全波式高頻鏈逆變器拓?fù)涞幕A(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了基于DSP TMS320F2812的雙極性雙調(diào)制波控制策略。
  2 主電路與工作原理
  全橋全波式高頻鏈逆變器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要由高頻逆變橋、高頻變壓器、周波變換器和輸出濾波器組成。其中VS1~VS4為高頻逆變橋的開關(guān)管,VS5~VS8為周波變換器的開關(guān)管,T為高頻變壓器,Lf,Cf組成濾波器,Ui為輸入直流電壓,uo為輸出電壓。該拓?fù)渚哂凶儞Q效率高、可靠性高、雙向功率流和兩級(jí)功率變換等特點(diǎn)。
  雙極性雙調(diào)制波高頻鏈逆變器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
  雙極性雙調(diào)制波控制的原理圖如圖2所示。它將三角波作為載波,調(diào)節(jié)器的輸出與其相反值作為調(diào)制波,對(duì)電路中的開關(guān)管進(jìn)行控制。高頻逆變橋可看作單相方波逆變器,若不考慮死區(qū)時(shí)間,則逆變橋開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比恒為0.5。周波變換器采用移相控制,驅(qū)動(dòng)信號(hào)由調(diào)制波及其相反值分別與三角載波交截得到,移相角隨正弦規(guī)律略有變化。為保證周波變換器開關(guān)管換流時(shí)濾波電感電流連續(xù),VS5和VS7,VS6和VS8的驅(qū)動(dòng)信號(hào)間應(yīng)有共態(tài)導(dǎo)通時(shí)間。另外,周波變換器開關(guān)管流過的電流為濾波電感電流,為防止周波變換器開關(guān)管在換流時(shí)電路產(chǎn)生環(huán)流,應(yīng)檢測(cè)濾波電感電流的極性來控制周波變換器中各開關(guān)管的通斷。
  雙極性雙調(diào)制波高頻鏈逆變器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
  由圖2可知,采用雙極性雙調(diào)制波策略時(shí),高頻逆變橋可以視為方波逆變器。在周波變換器中,忽略濾波電感電流極性選擇,當(dāng)Uo》0時(shí),VS5,VS7為超前臂,VS8,VS6為滯后臂;當(dāng)uo《0時(shí),VS5,VS7為滯后臂,VS8,VS6為超前臂。當(dāng)不考慮高頻逆變橋死區(qū)以及周波變換器換流重疊區(qū)時(shí),所有開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比為0.5。
  在該控制方法中,高頻變壓器傳遞的是占空比恒為0.5的交流方波,高頻交流方波再經(jīng)過周波變換器進(jìn)行低頻解調(diào),輸出雙極性SPWM波,經(jīng)低通濾波后,輸出正弦波。該控制方法解決了電壓型高頻鏈逆變器換流時(shí)固有的電壓過沖問題,控制信號(hào)易于用數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)。
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