高頻鏈逆變技術發展綜述

1）采用工頻變壓器，體積大、笨重；

2）具有音頻噪音；

3）輸入電壓和負載波動時，系統響應速度慢。

2.1.2高頻變壓器隔離型

Sood和Lipo用實驗驗證了在諧振轉換器中使用雙向GTO實現高頻鏈電源分布系統的可行性[2]，如圖2所示。這種變換型式的主要優點是

1）采用高頻變壓器，體積小，重量輕；

2）諧振軟開關有利于降低開關損耗、提高效率。

主要缺點是

1）開關器件的耐流能力和耐壓能力大；

2）采用雙向開關，開關數目多，成本較高；

3）采用PDM控制方式，需要嚴格的同步關系。

2.2DC/DC變換型

這種類型高頻鏈逆變器是目前應用最廣泛的單向功率流動電壓源高頻鏈逆變器方案[3][4][5][6]，它的經典電路如圖3所示。該拓撲是在直流側和逆變器之間插入一級DC/DC變換器，使用高頻變壓器實現電壓調整和電氣隔離。很明顯，它具有三級功率變換過程：DC/HFAC/DC/LFAC。這種變換型式的主要優點是

1）所有開關都是單向的；

2）DC/DC部分和DC/AC部分的控制相對獨

立，兩部分配合起來比較簡單，基本上不需要同步。

主要缺點是

1）功率單向流動；

2）通態損耗大；

3）由于功率級較多，導致可靠性降低。

2.2.1單端正激式高頻鏈逆變器

如圖4所示，前級部分由DC/DC正激電路及磁復位電路組成，采用PWM控制技術實現調壓，后級部分由吸收電路、LC諧振電路和單相逆變器組成，采用PDM控制技術實現ZVS開關條件，以便減小開關損耗[7]。

2.2.2橋式高頻鏈逆變器[8][9]

1）控制方案1如圖5所示，其主電路包括直流電壓—PWM高頻逆變—高頻變壓器—快恢復二極管整流—大電容濾波—SPWM逆變器—單相50Hz正弦波輸出。

2）控制方案2如圖6所示，其主電路包括直流電壓—SPWM逆變—高頻變壓器—（具有正弦包絡線的正弦調制高頻交流電）—快恢復二極管整流—小電容濾波—工頻電壓全波整流—50Hz方波驅動—50Hz正弦波輸出。

由圖5和圖6可見，兩種控制方案的主電路結構基本相同，但控制方法有所不同。在方案1中前后兩部分電路不需要同步，相互獨立，但開關損耗大。而在方案2中，50Hz方波驅動時相當于ZVS條件，開關損耗小，但要求嚴格同步。另外，由方案2可以實現三相

圖3DC/DC變換型

圖7雙向周波變流型高頻鏈逆變器

圖8硬開關PWM控制方式

圖9LC諧振方式