在此提出一種輸出并聯(lián)型雙Boost半橋逆變器。相對于輸出串聯(lián)方式,該逆變器工作電流僅流經(jīng)單個電路單元,經(jīng)過的器件數(shù)少,且輸入與輸出共地,易構(gòu)建三相系統(tǒng)。此外,通過改進(jìn)控制策略使得電路在一個周期內(nèi)的任一時刻只有一個開關(guān)管工作于高頻狀態(tài),減小了開關(guān)次數(shù),有效提升了變換器的效率。該逆變器在開關(guān)損耗、通態(tài)損耗以及體積上都有明顯改善。分析了電路的工作原理,對輸出橋臂電壓的波形進(jìn)行了諧波分析并由分析結(jié)果提出間接控制方案,對變換器進(jìn)行建模求得其傳遞函數(shù)并設(shè)計其環(huán)路補(bǔ)償函數(shù)令系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性以及動態(tài)特性,結(jié)合Matlab說明了輸入電壓對橋臂電壓諧波的影響。設(shè)計并制作了一臺500 W原理樣機(jī),實(shí)驗(yàn)結(jié)果都驗(yàn)證了理論分析的正確性。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020年11期 北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖２關(guān)鍵波形??Ｆｉｇ．?２?Ｋｅｙ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??

少，有??待深入開展。在此以并聯(lián)輸出雙Ｂｏｏｓｔ逆變器為??例，通過改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)與控制方法，使得電路任一??時刻只有一個開關(guān)管高頻調(diào)制，減少了開關(guān)次數(shù)，??提高了變換效率。減小了橋臂中點(diǎn)輸出電壓諧波??的同時，使得電路中無源器件的體積大為減校此??外，該構(gòu)建方式使得電流經(jīng)過的器件數(shù)量少，從整??體上減小開關(guān)損耗、通態(tài)損耗以及磁件損耗，提升??了變換器的效率。??２拓?fù)渑c原理??由于所研宂的是升壓逆變器，在此以雙Ｂｏｏｓｔ??半橋逆變器對輸出并聯(lián)型組合逆變器進(jìn)行說明，??見圖１。由于單級升壓逆變器輸出電壓瞬時值具??有高于和低于輸入直流電壓值的狀態(tài)，但穩(wěn)態(tài)工??作時的Ｂｏｏｓｔ變換器輸出電壓髙于輸入電壓，因此??在輸出電壓絕對值低于輸入電壓時，需要Ｂｏｏｓｔ電??路１，２同時工作。Ｂｏｏｓｔ電路１，２分別工作于輸出??電壓的正負(fù)半周。雙向開關(guān)Ｖｄ（Ｖ３，Ｖ４組成）作用??是在進(jìn)行降壓時實(shí)現(xiàn)橋臂中點(diǎn)／Ｖ的三電平輸出。??圖１并聯(lián)輸出型雙Ｂｏｏｓｔ逆變器??Ｆｉｇ．?１?Ｐａｒａｌｌｅｌ?ｏｕｔｐｕｔ?ｄｏｕｂｌｅ?Ｂｏｏｓｔ?ｉｎｖｅｒｔｅｒ??逆變器的主要驅(qū)動波形及橋臂中點(diǎn)電壓％??波形如圖２所示。輸出并聯(lián)型雙Ｂｏｏｓｔ半橋升壓??逆變器的工作模態(tài)分析如下。??圖２關(guān)鍵波形??Ｆｉｇ．?２?Ｋｅｙ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??模態(tài)Ｉ?％為ｔ／ｉＳＯＶ乂＞０，￥，調(diào)制工作，??Ｖ３常通。當(dāng)Ｖ，導(dǎo)通時，Ｕｙｖ＝ｔ／ｉ；當(dāng)乂，關(guān)斷時乂從??Ｖ４的體二極管續(xù)流，此時％＝０?ＶａＶｂ，調(diào)制工作，Ｖ，??常通，此時Ｂｏｏｓｔ電路直接將輸入電壓進(jìn)行逆變，??半橋電路起換向作用，１＾＝丨《。丨。??模態(tài)ｎ?ｕｄｕｊ，ｉ

?Ｌ?ｊ赴攀前４．??…樸愕函數(shù)…丨補(bǔ)償??補(bǔ)償邊、－．??１０－２??１?１０２??ｆ／Ｈｚ??（ａ）電流環(huán)特性??１０４??１０—２??１?１０２?１?０４?１?０６??／／Ｈｚ??（ｂ）電壓環(huán)特性??圖４?Ｂｏｏｓｔ模式下電壓、電流環(huán)特性??Ｆｉｇ．?４?Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ?ｏｆ?ｖｏｌｔａｇｅ?ａｎｄ?ｃｕｎｅｎｔ?ｌｏｏｐ?ｉｎ?Ｂｏｏｓｔ?ｍｏｄｅ??４．２?Ｂｕｃｋ?模式??變換器工作于Ｂｕｃｋ模式下時，使用單電壓環(huán)??對系統(tǒng)進(jìn)行控制，同樣在其等效電路的基礎(chǔ)上使??用基本建模法求得輸出電壓對占空比傳遞函數(shù)：??Ｇｕｄ（Ｓ?）：??ＲＪＡ??ｓ２ＬＣＲ，＋ｓＬ＋ｌ??１１??ｄ（ｓ）??Ｅ??Ｓ＊：￡＝／ａｂ，［ｃ，，ｌｃ／？Ｌ）＋ｓ３ａｂｌｚＡ，）＋ｓ２［ｉｈｌｃｂｌｆｌＬ＋［ｂ，ｃ／？Ｌ＋（ｚｙ）２．??ＬＣＲＬ］＋ｓ［ＵＭＤ＇ｙＬ］＋（Ｄ＇）２Ｒｌｏ??同樣求得其輸出電壓對輸出濾波電感電流的??傳遞函數(shù)為：??Ｕｃ（ｓ）?＿?Ｒｌ??ｓＣＲＬ＋ｌ??（８）??采用直接雙環(huán)控制會導(dǎo)致系統(tǒng)階數(shù)過高，給??電流補(bǔ)償環(huán)路的參數(shù)設(shè)計帶來一定困難。這里提??出一種間接電壓電流控制方法，對變換器的傳遞??函數(shù)進(jìn)行降階處理。??合理選擇調(diào)制比Ｍ，即可消除橋臂中點(diǎn)電壓??低頻諧波，工頻含量經(jīng)過濾波器后不會受到抑制，??而高次諧波則得到較大衰減，因此在Ｂｏｏｓｔ模式下??控制母線電壓及Ｂｏｏｓｔ電感電流便可間接控制輸??出電壓，使其能跟隨正弦基準(zhǔn)而在系統(tǒng)輸出端獲??得純凈的工頻正弦輸出電壓。通過間接控制法獲??得的Ｂｏｏｓｔ電感電流對開關(guān)管占空比的傳遞函數(shù)：??—ｓＣ


本文編號：2958408