高頻鏈逆變技術(shù)發(fā)展綜述

輸出負載，但是需要三套相同的單相電路，結構較復雜，而且相位需要嚴格同步。

2.3周波變流型

它是目前實(shí)現雙向功率傳輸的常用方案。該拓撲結構一般由一個(gè)逆變器和一個(gè)周波變流器級聯(lián)而成，如圖7所示，從而省去了DC/DC變換型高頻鏈逆變器中的直流環(huán)節，因此只需要二級功率變換（DC/HFAC/LFAC），減小了逆變器的通態(tài)損耗，提高了系統效率和可靠性。

2.3.1硬開(kāi)關(guān)PWM控制方式

如圖8所示[10]，其三相輸出采用周波變流器形式將高頻電壓變換成三相工頻電壓，主要用于中小容量UPS。采用周波變換器直接將高頻交流變換成工頻交流，與經(jīng)過(guò)直流變換相比較，具有下列特點(diǎn)：

1）電力變換級數少，可以提高效率；

2）高頻部分后級不需要直流電容器，系統總體成本低，結構簡(jiǎn)單；

3）硬開(kāi)關(guān)PWM控制；

4）當高頻變壓器次級側開(kāi)路時(shí)，由于變壓器漏感儲能無(wú)放電回路而產(chǎn)生較大的電壓尖峰。

為了解決圖8電路存在的問(wèn)題，在文獻[11]中，周波變換器的開(kāi)關(guān)控制是與一次側高頻逆變器同步且在零電壓條件下進(jìn)行的，同時(shí)提出了在一個(gè)采樣周期內輸出多個(gè)電壓矢量的脈沖分配方法。文獻[12]針對變壓器漏感引起的副邊電壓過(guò)沖問(wèn)題，采用換相重疊方法進(jìn)行抑制，并獲得了ZCS效果。

2.3.2LC諧振方式

高頻變壓器原邊部分采用2個(gè)功率開(kāi)關(guān)及LC串聯(lián)諧振方式，副邊部分采用周波變換器形式[13]，如圖9所示。利用準零電流ZCS條件來(lái)減小開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)采用實(shí)時(shí)反饋控制方法使輸出電壓為正弦波。其主要特點(diǎn)是

1）不需要檢測HFlink電流的過(guò)零時(shí)刻而實(shí)現準ZCS；

2）容易實(shí)現輸出電壓實(shí)時(shí)控制；

3）HFlink電流幅值隨輸出電流而變化。

2.3.3直流環(huán)節準諧振方式

高頻變壓器前級部分采用直流環(huán)節準諧振逆變電路（簡(jiǎn)稱(chēng)QRDCLI)，后級部分采用周波變換器形式[14]，如圖10所示。同時(shí)還提出了改進(jìn)的PDM控制策略和數字控制方法。該系統不需要緩沖電路，而且可以工作于四個(gè)象限。

3發(fā)展趨勢

自從上世紀80年代以來(lái)，高頻鏈逆變技術(shù)一直受到人們極大的關(guān)注，發(fā)表了大量的相關(guān)文獻。目前存在的高頻鏈逆變器拓撲，一般有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

圖10直流環(huán)節準諧振方式

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高頻鏈逆變技術(shù)發(fā)展綜述

1）DC/DC變換型需要三級功率變換，通態(tài)損耗高且控制復雜；

2）周波變流型大量使用雙向開(kāi)關(guān)，增加了電路成本和損耗；

3）電流換相時(shí)存在電壓過(guò)沖問(wèn)題；

4）非純電阻性負載時(shí)，續流困難；

5）大部分電路針對CVCF系統設計，對于VVVF系統控制起來(lái)相對要復雜；

在單相高頻鏈逆變電路中，目前已經(jīng)出現了一些比較成熟的方案，但三相高頻鏈逆變電路還很不成熟，還需要繼續深入研究?？傮w來(lái)講，主要涉及三個(gè)方面：

1）使用可關(guān)斷器件和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，提高工作頻率，以便達到裝置小型化、低成本、無(wú)音頻噪音，并且具有高可靠性、高效率；

2）研究新的組合式拓撲結構，分析復雜的工作過(guò)程以及建立數學(xué)模型，解決目前高頻鏈逆變器存在的缺點(diǎn)；

3）研究各種控制方式，包括PFM、SPWM、SVPWM、DPWM、PDM和差頻控制等。

4結語(yǔ)

高頻鏈轉換器是一種靈活多變的拓撲結構，其共同特點(diǎn)是電路結構形式緊湊，功率密度和效率高，響應速度快。另外，系統可以工作在20kHz以上，無(wú)音頻噪音，濾波相對容易，并且功率可達kW級以上。因此，無(wú)論在恒壓恒頻（CVCF）領(lǐng)域，還是在調頻調壓（VVVF）領(lǐng)域都有很大實(shí)用價(jià)值，它是未來(lái)繼續研究發(fā)展的一個(gè)重要課題。