利用分時(shí)一相位控制串聯(lián)諧振逆變器的研究與應(yīng)用

初始條件：uC=-Ucm，i=0

式中：UD為逆變器輸入電壓；R為負(fù)載回路等效電阻；L為負(fù)載等效電感；i為負(fù)載回路電流。

解該微分方程得：

(2)tl一t2：t1時(shí)刻，UC=UC1，i=i1。Q1a，Q4a在零電壓(ZVS)下關(guān)斷。負(fù)載諧振電流i為正，其等效電路如圖3(c)所示。電感L和C，C1～C4共同諧振；C3，C2放電;C1，C4充電。列出負(fù)載回路的電壓微分方程為：

式中：Ca=C+C1。

初始條件：UC=UC1，i=i1

解該微分方程得：

當(dāng)t=t2時(shí)，UC=UC2，i=i2。C2，C3上的電壓放到零，D2a,D3a導(dǎo)通。(3)t2-t3：t2時(shí)刻，D1a，D4a在電容C1～C4的作用下零電壓導(dǎo)通，負(fù)載諧振電流i為正且向C1反充電。其等效電路如圖3(d)所示。列出負(fù)載回路的電壓微分方程為：

逆變器t4～t6時(shí)刻，Q2a和Q3a動(dòng)作，其工作過(guò)程類似于t1～t3。接下來(lái)后三組開關(guān)管分時(shí)工作，工作過(guò)程同第一組。通過(guò)分析可知，分時(shí)一相位復(fù)合控制方式可以方便的提高輸出頻率和調(diào)節(jié)輸出功率，提高了整機(jī)的效率。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了開關(guān)管的軟開關(guān)，有效降低了開關(guān)損耗。仿真及分析

利用上述分時(shí)一相位復(fù)合控制策略對(duì)全橋IGBT逆變器主電路進(jìn)行Pspice仿真分析，對(duì)新型控制策略的正確性與可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真時(shí)，逆變器負(fù)載等效為變壓器一次側(cè)R，L，C諧振槽路。設(shè)逆變器動(dòng)態(tài)過(guò)程仿真條件為：輸入直流電壓UD=180 V，負(fù)載等效電阻R=3.5 Ω，開關(guān)管頻率為f0=100 kHz，輸出頻率f=400 kHz，等效諧振電感L=20 μH，等效諧振電容C=0.075μF，對(duì)開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)波形和負(fù)載的電壓電流波形進(jìn)行了仿真。得出如下波形(見(jiàn)圖4，圖5)，其中圖4為上下橋臂IGBT 的驅(qū)動(dòng)仿真波形，圖5(a)和圖5(b)分別為ψ=0°和ψ=25°時(shí)負(fù)載電壓電流的仿真波形，由于一開始啟動(dòng)時(shí)電流波形不明顯，故截取后段時(shí)間的仿真波形。從圖中可以看出，仿真結(jié)果與理論分析相符合。從圖5(a)和圖5(b)波形可知，串聯(lián)諧振型逆變器的輸出負(fù)載電壓波形近似為方波，負(fù)載電流波形接近于正弦波，可知電路工作于諧振頻率附近，在此方法下逆變器能夠基本滿足較大范圍內(nèi)的功率調(diào)節(jié)。

結(jié)語(yǔ)