第7章軟開關技術及其應用

7.1概述

7.1.1常規(guī)脈寬調(diào)制逆變器

所謂的硬開關轉(zhuǎn)換或硬開關（Hard-Switchingtransformation），因而存在如下的缺點：◤開關損耗大，限制了開關元件的工作頻率◢

◤方波工作方式，產(chǎn)生較大的電磁干擾，電路存在著較大的動態(tài)電壓、電流應力◢

◤在開關過程中，要求開關元件有較大的安全工作區(qū)

◢◤橋式電路拓撲，存在著上、下橋臂直通短路的問題

◢

圖7-1硬開關轉(zhuǎn)換過程中的電壓、電流波形和損耗7.1.2軟開關技術及其基本思想

這種所謂的軟開關轉(zhuǎn)換其理論上開關損耗為零

其軟開關逆變器的優(yōu)點如下：

1振式軟開關轉(zhuǎn)換無開關損耗，工作頻率高；2電磁干擾，開關轉(zhuǎn)換過程中動態(tài)應力小；3電能轉(zhuǎn)換效率高，無吸收電路，散熱器小；4上下橋臂直通短路問題不存在了。在諧振直流環(huán)節(jié)的逆變器中，上下橋臂直通成了一種合理的工作狀態(tài)。

電子發(fā)燒友電子技術論壇諧振軟開關電路中，零電壓和零電流條件是由輔助的諧振電路所創(chuàng)造的。

(a)零電流型 (b)零電壓型圖7-2諧振開關

零電流型開關（ZCT）

零電壓型電子發(fā)燒友電子技術論壇7.2諧振直流環(huán)節(jié)逆變器

7.2.1諧振直流環(huán)節(jié)的基本原理

（a）一般電路（b）等效電路圖7-3諧振直流環(huán)節(jié)逆變器

（一）無損耗的諧振槽電路圖7-4無損耗的諧振槽

（二）有損耗的諧振槽路

圖7-6有損耗的諧振槽路圖7-7衰減振蕩波形電子發(fā)燒友電子技術論壇7.2.2諧振直流環(huán)節(jié)逆變器電路分析

圖7-9一個諧振周期中的等效電路

（一）S1開通補充能量階段

圖7-10補充能量階段等效電路

圖7-11補充能量的電壓電流波形

電子發(fā)燒友電子技術論壇（二）L、C諧振階段

圖7-12諧振階段的等效電路

圖7-13諧振階段的電壓電流波形

電子發(fā)燒友電子技術論壇（三）VD1導通箝位階段

圖7-14VD1導通箝位階段等效電路

電子發(fā)燒友電子技術論壇7.3極諧振型逆變器

諧振型軟開關逆變器大致上可分為兩類，一類稱為DC環(huán)節(jié)諧振型逆變器，它的特點是在原先硬開關電壓源逆變器的逆變橋與直流電壓源之前加入一個輔助諧振電路，使DC環(huán)節(jié)電壓產(chǎn)生諧振，周期性的為后面逆變橋開關提供零電壓間隔。另一類稱為極諧振型逆變器，這一類逆變器的共同特點是，輔助諧振電路從逆變橋之前移到了逆變橋之后。

圖7-15ADRPI原理電路7.3.1ADRPI無負載時的工作原理

圖7-16ADRPI無負載時的工作波形電子發(fā)燒友電子技術論壇圖7-18ADRPI負載時的電壓電流波形負載電流I0

<0的工作過程分析

圖7-19I0<0時的電感電流和輸出電壓波形時間段：時間段：電子發(fā)燒友電子技術論壇7.3.4電路參數(shù)研究圖7-23極小輸出時電壓電流波形

1.極諧振逆變器的最小輸出電壓與PWM的頻率成正比，越高最小輸出電壓也就越高，但是由于中包含有死區(qū)時間，因此最低輸出電壓不能小，即不能小2.最高輸出電壓與成反比，當達到最高極限時，,即；3.系統(tǒng)的PWM工作頻率不能取高，因為工作頻率高造成輸出電壓下降和輸出電壓的變化范圍縮小4。諧振頻率成正比，但由于有死區(qū)時間的限制，不能高即不能高。最高的輸出頻率=7.3.5ADRPI的應用電路

圖7-24單相交流電路拓撲

圖7-25ADRPI三相交流電路拓撲

電子發(fā)燒友電子技術論壇7.4.2副方二極管換流和導通比丟失問題

圖7-30二極管換流過程從工作過程分析可以看出，對于超前橋臂開關實現(xiàn)零電壓轉(zhuǎn)換是很容易的，因為超前橋臂開關轉(zhuǎn)換時，變壓器副方的影響是有助于實現(xiàn)零電壓轉(zhuǎn)換的，這時副方濾波電感折算到原方，即副方負載電流也折算到原方，使之轉(zhuǎn)換時C1C2的諧振充放電過程變成了恒流充放電過程。而滯后橋臂VT3VT4轉(zhuǎn)換時，由于副方二極管換流，變壓器副方通過二極管給短路了，實現(xiàn)零電壓轉(zhuǎn)換的諧振C3C4