串联谐振电容分压原理

提高电力电子装置的开关频率能使其体积更小 、重量更轻 、输入输出波形更易于滤波 。但硬开关过程的开关损耗却使提高开关频率面临一系列难题 。合众电气通过讲解说明串联谐振逆变电路的工作工作原理来解释串联谐振电容分压原理。

图1 系统主电路图

图1所示全桥逆变电路由两个半桥电路构成，采用串联谐振电容分压移相全桥逆变电路设计了 30 kH z 逆变器 ; 实现了开关器件软开通和软关断 ,并通过移相调压 。

逆变电路工作原理

图2 半桥串并联谐振式逆变器原理图

下面讨论图 2 所示半桥串联谐振电容分压输出逆变电路的工作原理 。其中 i1 为流过 L1 的电流 , i3 为流过 L 3 的电流 ,流过电容和负载的总电流I是两个电流i1, i3的矢量差 ,电容两端电压Uc滞后电I90 ° 。

图 3 串联谐振并联输出逆变器工作波形图

图 3 为该电路工作过程的波形图 , 从图中可以看出 ,每个工作周期可分为六个时段 。

(1)t0 ～t1 : i1>0 , i3 <0 , i1 通过 S1 , i3 通过 D3。t1时刻 ,流过D3的电流为零 , D3关断 。

(2)t1 ～t2 : i1 >0 , i3 =0 , i1 通过 S1 。t2 时刻 i1 过零 , S 1 关断 。

(3)t1 ～T2 : i1 <0 , i3 =0 , i1 通过 D1 .T 2 时刻 , S3管的驱动信号到来 。

(4)T2 ～t3 : i1 <0 , i3 >0 , i1 通过D1 , i3 通过 S3. i3时刻 ,流过D1的电流为零,D1关断 。

(5)t3 ～t4 : i1 =0 , i3 >0 , i 3 通过D3 , t4时刻 , i3过零,S3关断 。

(6)t4 ～T : i1 =0 , i3 <0 , i3 通过D3 。

重复上述过程 , 在电容上可获得正负对称的近似正弦波电压 ,并联在电容两端的负载 ,同样也可获得近似正弦波电压 。该电路完全基于自然谐振过零换流 ,不需要辅助电路 ,输出波形也不会突变 ,是一种特性优良的电源变换电路 。采用电容分压并联输出是为了减小负载变化对谐振频率的影响 。

图1中S2、S4组成的半桥工作原理同上 ,改变 S1、S4 和 S2 、S3的驱动时间差 , 就改变了C2、C3上的合成电压,达到调节电压的目的。