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电流型控制半桥逆变器研究(Ⅱ)——直流电容电压偏差前馈控制技术

1 引言电流型控制半桥逆变器直流分压电容存在偏差,这种偏差会使电压中点漂移,导致输出电压和电流波形的畸变,使电路性能恶化,甚至使系统失控[1],因而电流型控制半桥逆变电路一直未得到实际应用。文献[2]和[3]分别通过在功率电路中增加元器件基本解决了电流型控制半桥DC/DC变换器和AC/DC变换器中的直流分压电容电压偏差问题。如图1所示,在半桥DC/DC变换器中加入一个辅助变压器和两个高压二极管,利用变压器的二次侧和两个高压二极管实现对分压电容中点电压的调节,从而达到均压目的。图2是在电流型控制半桥AC/DC变换器加入第三个功率开关和一组功率二极管,通过控制开关VT3而控制流入电容中点的电流io,从而维持两个电容电压平衡。对于电流型控制半桥逆变器虽然可以通过增大直流分压电容的电容值来减小电压偏差,或者加入功率分压电阻强制形成中点。但是这些方法都是通过在半桥变换器的基础上加入功率元器件,以达到电容电压均压的目的。这些方法增加了变换...  (本文共5页) 阅读全文>>

《自动化应用》2017年07期
自动化应用

三相电压型半桥逆变器的数学模型研究

0引言三相电压型逆变器广泛应用于多种场合,例如静止无功补偿器、不间断电源(UPS)、配电网的发电系统、电动机的控制等。在能源紧缺的当今世界,逆变器及其控制技术的研究具有重要的意义,并且越来越受到关注和重视。为了满足客户和负载对逆变器的稳态性能和动态性能的要求,逆变器一般都设计为闭环反馈控制系统,而对闭环反馈控制系统进行理论分析和实施控制的出发点是建立能正确反映逆变器输入和输出之间基本关系的逆变器数学模型。建立正确的三相逆变器的数学模型是研究其运行特性及其控制技术的理论基础。本文从三相电压型半桥逆变器的电路拓扑出发,推导了其数学模型。基于该数学模型,搭建了三相电压型半桥逆变控制器,并进行了测试验证。1三相电压型半桥逆变器静止坐标系建模三相电压型半桥逆变器的一般数学模型是指,根据其拓扑结构,在(a,b,c)三相静止坐标系中,利用基尔霍夫电压和电流定律对电压型逆变器所建立的一般数学描述。简化的三相电压型半桥逆变器的拓扑结构如图1所示。...  (本文共5页) 阅读全文>>

《电力电子技术》2009年09期
电力电子技术

半桥逆变器一种控制方法研究

1引言半桥逆变器不但结构简单,而且控制容易,从而得到了广泛应用。为了避免桥臂开关管的直通,驱动信号之间需设置死区,死区的加入将会导致基波电压损失、低次谐波增加、输出电流畸变,影响了输出电压波形质量。为减少死区的影响,提出了各种不同的死区补偿方法[1-4],但都只对不良结果进行补偿,并没有真正消除死区,且补偿方法较为复杂。通过分析半桥逆变器的工作过程,提出了在电感电流正半周期内控制桥臂上管、在电感电流负半周期内控制桥臂下管的半桥逆变器控制方法,不但可以避免桥臂开关管由于互补工作而造成的直通问题,而且也消除了死区的影响。最后给出了仿真和试验结果,证明了该控制方法的可行性。2控制方法分析2.1工作过程图1所示半桥拓扑的基本原理是:在电感电流iL正半周,控制开关管VS1;在iL的负半周,控制开关管VS2。在分析之前,先假设:①输入电压U1=U2;②滤波器LC、负载RL等器件均为理想元件;③开关频率远大于输出电压uo的频率。2.1.1电感...  (本文共2页) 阅读全文>>

《电源世界》2007年01期
电源世界

高频输出不对称半桥逆变器

引言近年来提出了一种新的高频输配电系统HFPDS(High Fre- queney Power汤stribution System)〔,一3〕,与传统的直流配电系统不同的是,HFPDS采用高频交流配电系统。它具有系统简单、效率高、可靠性高、成本低等优点。由于输出频率比较高,无法采用SPWM等控制方法,所以目前的高频输出逆变器多为方波或准方波输出,然后通过谐振滤波网络得到高频正弦波。文献「1]和[2〕中提出了全桥变换器加四阶谐振滤波网络的结构。其优点是能实现所有开关管ZVS,结构简单、效率高,适合大功率场合。本文结合实际课题,采用了不对称半桥逆变器和谐振式滤波网络,不仅可获得较好的输出波形,同时能够在典型负载为阻性时,从空载到满载范围内实现零电压开关。文中分析了变换器的工作原理,软开关实现条件和谐振滤波电路的设计。2工作原理图1所示为高频输出不对称半桥逆变器拓扑,由不对称半桥变换器、四阶谐振滤波网络和高频变压器构成。图2所示为高频...  (本文共4页) 阅读全文>>

《电力电子技术》2008年08期
电力电子技术

串并联双降压半桥逆变器输入电压脉动的分析

1 引 言 随着能源危机和用电需求量的不断提高,分布式 发电系统[1]因具有缓解电网用电紧张,减少发电站的 发电量,在电网断电时能对关键负载不间断供电而成 为当今的一个研究热点,并网逆变器正是其中的一个 重要部分。然而世界上电网电压的规格较多,对传统 单电压输出的并网逆变器[2]而言,其通用性较差。 文献[3]提出了一种串/并联双降压式半桥逆变 器,通过两台逆变器的串/并联组合,可以输出多种规 格的电网电压。但由于该逆变器存在串联和并联两种 运行模式,这将对双降压式半桥逆变器总的输入电压 脉动 !uin 和两个输入分压电容 C1,C2 的电压脉动 !uC1,!uC2 产生影响。C1,C2 应根据 !uC1,!uC2 的大小 来选取,若 C1,C2 选得大,则 !uC1,!uC2 小,输出电压 波形质量高,但会增加逆变器的体积和重量;C1,C2 选得小,则 !uC1,!uC2 大,影响输出电压的波形质量,但 可减小逆变器的体积和重...  (本文共3页) 阅读全文>>

《电测与仪表》2009年07期
电测与仪表

双降压半桥逆变器一种控制方法研究

0引言双降压半桥逆变器(Dual Buck Half BridgeInverter)[1-9]克服了传统桥式逆变器的桥臂直通问题,具有高的可靠性(图1所示)。它无需设置死区时间,消除了传统桥式逆变器因加入死区而引起的输出电压波形畸变。双降半桥逆变器控制方法也有正弦脉宽调制SPWM)[1,2]和电流半周期滞环电流控制等等[3-9]。电感电流半周期滞环控制能较理想地实现两个电感电流自然切换和半周运行,实现较高的开关频率。在文献[3]至文献[7]中,采用两个电流检测单元分别获得每个电感电流信号;在文献[8,9]中,提出了采用一个电流检测单元,再通过精密整流获得每个电感电流信号。当采用电压电流双环控制时,电压环的输出是电流环的给定。因此,本文提出了采用一个电流检测单元,再通过对电压环的输出信号的方向判断和相应的逻辑运算,得到控制信号,实现双降压半桥逆变器正常工作。仿真和实验结果表明,该方法可以达到文献[3]至文献[9]中的效果。1工作原...  (本文共3页) 阅读全文>>