串聯(lián)諧振電容分壓原理

提高電力電子裝置的開關頻率能使其體積更小 、重量更輕 、輸入輸出波形更易于濾波 。但硬開關過程的開關損耗卻使提高開關頻率面臨一系列難題 。通過講解說明串聯(lián)諧振逆變電路的工作工作原理來解釋串聯(lián)諧振電容分壓原理。

圖1 系統(tǒng)主電路圖

圖1所示全橋逆變電路由兩個半橋電路構(gòu)成，采用串聯(lián)諧振電容分壓移相全橋逆變電路設計了 30 kH z 逆變器 ; 實現(xiàn)了開關器件軟開通和軟關斷 ,并通過移相調(diào)壓 。逆變電路工作原理

圖2 半橋串并聯(lián)諧振式逆變器原理圖

下面討論圖 2 所示半橋串聯(lián)諧振電容分壓輸出逆變電路的工作原理 。其中 i1 為流過 L1 的電流 , i3 為流過 L 3 的電流 ,流過電容和負載的總電流I是兩個電流i1, i3的矢量差 ,電容兩端電壓Uc滯后電I90 ° 。

圖 3 串聯(lián)諧振并聯(lián)輸出逆變器工作波形圖

圖 3 為該電路工作過程的波形圖 , 從圖中可以看出 ,每個工作周期可分為六個時段 。

(1)t0 ～t1 : i1>0 , i3 <0 , i1 通過 S1 , i3 通過 D3。t1時刻 ,流過D3的電流為零 , D3關斷 ；

(2)t1 ～t2 : i1 >0 , i3 =0 , i1 通過 S1 。t2 時刻 i1 過零 , S 1 關斷；

(3)t1 ～T2 : i1 <0 , i3 =0 , i1 通過 D1 .T 2 時刻 , S3管的驅(qū)動信號到來；

(4)T2 ～t3 : i1 <0 , i3 >0 , i1 通過D1 , i3 通過 S3. i3時刻 ,流過D1的電流為零,D1關斷 ；

(5)t3 ～t4 : i1 =0 , i3 >0 , i 3 通過D3 , t4時刻 , i3過零,S3關斷 ；

(6)t4 ～T : i1 =0 , i3 <0 , i3 通過D3 ；

重復上述過程 , 在電容上可獲得正負對稱的近似正弦波電壓 ,并聯(lián)在電容兩端的負載 ,同樣也可獲得近似正弦波電壓 。該電路全基于自然諧振過零換流 ,不需要輔助電路 ,輸出波形也不會突變 ,是一種特性優(yōu)良的電源變換電路 。采用電容分壓并聯(lián)輸出是為了減小負載變化對諧振頻率的影響 。

圖1中S2、S4組成的半橋工作原理同上 ,改變 S1、S4 和 S2 、S3的驅(qū)動時間差 , 就改變了C2、C3上的合成電壓,達到調(diào)節(jié)電壓的目的。