串聯諧振電容分壓原理

提高電力電子裝置的開關頻率能使其體積更小 、重量更輕 、輸入輸出波形更易于濾波 。但硬開關過程的開關損耗卻使提高開關頻率面臨一系列難題 。通過講解說明串聯諧振逆變電路的工作工作原理來解釋串聯諧振電容分壓原理。

圖1 系統主電路圖

圖1所示全橋逆變電路由兩個半橋電路構成，采用串聯諧振電容分壓移相全橋逆變電路設計了 30 kH z 逆變器 ; 實現了開關器件軟開通和軟關斷 ,并通過移相調壓 。逆變電路工作原理

圖2 半橋串并聯諧振式逆變器原理圖

下面討論圖 2 所示半橋串聯諧振電容分壓輸出逆變電路的工作原理 。其中 i1 為流過 L1 的電流 , i3 為流過 L 3 的電流 ,流過電容和負載的總電流I是兩個電流i1, i3的矢量差 ,電容兩端電壓Uc滯后電I90 ° 。

圖 3 串聯諧振并聯輸出逆變器工作波形圖

圖 3 為該電路工作過程的波形圖 , 從圖中可以看出 ,每個工作周期可分為六個時段 。

(1)t0 ～t1 : i1>0 , i3 <0 , i1 通過 S1 , i3 通過 D3。t1時刻 ,流過D3的電流為零 , D3關斷 ；

(2)t1 ～t2 : i1 >0 , i3 =0 , i1 通過 S1 。t2 時刻 i1 過零 , S 1 關斷；

(3)t1 ～T2 : i1 <0 , i3 =0 , i1 通過 D1 .T 2 時刻 , S3管的驅動信號到來；

(4)T2 ～t3 : i1 <0 , i3 >0 , i1 通過D1 , i3 通過 S3. i3時刻 ,流過D1的電流為零,D1關斷 ；

(5)t3 ～t4 : i1 =0 , i3 >0 , i 3 通過D3 , t4時刻 , i3過零,S3關斷 ；

(6)t4 ～T : i1 =0 , i3 <0 , i3 通過D3 ；

重復上述過程 , 在電容上可獲得正負對稱的近似正弦波電壓 ,并聯在電容兩端的負載 ,同樣也可獲得近似正弦波電壓 。該電路全基于自然諧振過零換流 ,不需要輔助電路 ,輸出波形也不會突變 ,是一種特性優良的電源變換電路 。采用電容分壓并聯輸出是為了減小負載變化對諧振頻率的影響 。

圖1中S2、S4組成的半橋工作原理同上 ,改變 S1、S4 和 S2 、S3的驅動時間差 , 就改變了C2、C3上的合成電壓,達到調節電壓的目的。