高频链逆变电源的设计

高频链逆变器电源的设计

在传统的逆变器电源中，由于大多数逆变器-电源变压器-滤波器结构都被使用，因此整个逆变器电源又大又笨重，难以满足人们现代电源的高功率密度要求。 ，效率高，可靠性高，体积小，重量轻的要求，并且由于要消耗大量的铁和铜来制造功率变频器，因此整个逆变器电源的成本非常高。为了克服传统逆变器的缺点，ESPELAGE先生于1977年提出了高频链接技术的概念，由于高频链接技术可以大大减轻逆变器电源的重量和体积，因此成为了一个热点。用于国内外研究。

高频链技术是指使用高频开关技术来实现隔离耦合变压器的高频，小型化和无噪声技术。

因为U = 4.44fNBS

其中：U是正弦电压（V）的有效值；

f是正弦电压频率（Hz）;

N是绕组匝数（匝）；

B是磁芯磁通密度（T）;

S是磁芯的横截面积（m2）。

因此，当选择电压和芯材，f是成反比NS，即，在F越大，越小NS，使得变压器的体积和重量可以减少。本文为电气化铁路中广泛使用的25Hz逆变器电源设计了一条高频链。

一。逆变电源主电路设计

随着高频链技术的不断成熟，现在它在结构上分为两种主要类型，即高频链DC / DC转换类型和高频链循环转换类型。高频链路DC / DC转换类型是在传统逆变器电源的DC侧和逆变器之间添加** DC / DC转换器。由于DC / DC转换器使用高频转换，电路使用高频变压器，因此可以节省笨重的电源频率变压器。尽管DC / DC转换类型比较容易实现，但是电源只能在一个方向上流动，并且负载无法将能量反馈到电源中。三级功率转换不仅使系统效率低下，而且使系统复杂，从而降低了系统的可靠性等缺点。

高频链循环转换类型主要由高频电压源逆变器，高频变压器和循环转换器组成。与高频链路DC / DC型相比，逆变器仅通过两级功率转换即可实现逆变，从而减少了转换器的导通损耗和系统的复杂性，提高了系统的效率和可靠性，并且可以实现电源。双向流动。本文介绍了高频链周期变换型的主电路设计。

实施时，高频逆变器可以采用推挽，半桥和全桥，而周期变换器可以采用全波和全桥。考虑到输出电压和功率的设计要求，ZZ电路结构如图2所示。Ui是输入直流电压，S1，S2，S3和S4构成全桥逆变器，T是高频变压器K1，K2，K3和K4是双向开关，由两个反向串联连接的MOSFET组成，它们共同构成一个全桥逆变器。桥式变频器L和C构成一个LC滤波器。

2.控制方法及其实现

本文中的高频链循环变换类型采用相移控制方案。移相控制是近年来在全桥转换电路拓扑中广泛使用的控制方法。相移控制的基本工作原理是，全桥转换电路的每个桥臂的两个开关管互补导通，两个桥臂的开关管的导通之间存在相位差。是所谓的相移角。通过调节相移角的大小，可以调节输出电压脉冲宽度，以达到调节相应输出电压的目的。

高频链条逆变器电源系统的工作原理：将输入的220V / 50Hz交流电源整流并滤波成约300V的DC，然后通过全桥逆变器的高频逆变器，输出的25kHz相邻脉冲互为极性相反的SPWPM（正弦脉冲宽度脉冲调制）波。该波形包含SPWM波的所有信息，但不包含25Hz调制波的频率分量。适用于高频变压器的传输。通过高频变压器隔离SPWPM波后，用周期转换器对其进行同步整流，以将25Hz正半周的负脉冲转换为正脉冲，然后将25Hz负半周的正脉冲转换为正脉冲。如果将其反相为负脉冲，则将获得25Hz的单极性。性SPWM波。 LC对SPWM波进行滤波，然后输出220V / 25Hz的平滑正弦交流电压。