高频链逆变技术发展综述

1高频链逆变技术开展综述1引言

随着高频链逆变技术的不断开展，它的应用范围日益广泛。首先，电信、航空航天、军事等领域，常常要求供电装置重量轻、体积小、功率密度大和可靠性高；其次，随着石油、煤和天然气等矿产能源的不断消耗以及环境污染等问题，使用蓄电池、太阳能电池等作为能源的混合型电动汽车驱动系统日益成为研究热点，效率和体积是它的首要考虑因素；另外，在建筑行业，常常使用振动棒进行均匀混合浇注混凝土，这也要求振动棒供电装置体积小、重量轻、使用平安和可靠性高等；以及UPS技术的日益兴起和广泛应用……。考虑到以上各种供电装置和负载之间都要解决平安与匹配问题，因此常常需要加隔离变压器。针对上述要求，需要研究具有隔离变压器的逆变器电路拓扑。高频链逆变技术正是在这种情况下蓬勃开展起来的。

所谓高频链逆变技术就是采用高频脉冲变压器替代低频变压器传输能量，并实现变流装置的一、二次侧电源之间的电气隔离。从不同角度看高频链逆变器，可以有不同的划分形式。按负载相数可分为单相和三相；按功率流动方向可分为双向和单向两种形式；按电路工作机理分为PWM方式和谐振方式两种类型；按功率变换器的类型可分为电压源〔Voltagemode或Buckmode〕和电流源〔Currentmode或Buckboostmode〕两种；按电路拓扑结构又可分为AC/AC变换型、DC/DC变换型〔DC/HFAC/DC/LFAC〕和周波变流型〔Cycloconvertertype〕。下面以最后一种划分方法分别进行讨论。

2高频链逆变技术分类

2.1AC/AC变换型

2.1.1工频变压器隔离型

1973年，由Bedford首先提出高频链〔HFlink〕转换器的思想[1]，接着由Gyugui和Pelly进行了深入开展。如图1所示，输入侧和输出侧都采用工频变压器隔离，由LC并联谐振网络为周波变换器提供自然换相点，可以实现AC/AC或者DC/AC功能，并且功率可以双向流动，以及功率因数任意调整。这种变换型式存在如下主要缺点：

1〕采用工频变压器，体积大、笨重；

2〕具有音频噪音；

3〕输入电压和负载波动时，系统响应速度慢。

2.1.2高频变压器隔离型

Sood和Lipo用实验验证了在谐振转换器中使用双向GTO实现高频链电源分布系统的可行性[2]，如图2所示。这种变换型式的主要优点是

1〕采用高频变压器，体积小，重量轻；

2〕谐振软开关有利于降低开关损耗、提高效率。

主要缺点是

1〕开关器件的耐流能力和耐压能力大；

2〕采用双向开关，开关数目多，本钱较高；

3〕采用PDM控制方式，需要严格的同步关系。长2.们2D居C/罪DC段变换缴型

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