2軟開關技術相，逆變器及效率的分析研究明正峰俊光正所工大學電氣工號學掩327鐘彥儒西安理工大學自動化與信息工程學院748和分析。然后用對比的方法對文中討論的軟開關逆變器電路的功率損耗及工作效率進行了詳細的數學描述，給出了開關器件及由其構成的逆變器功率損耗的簡化數學模型。最后在區動相電動機的逆變器實際電路中對相關的數學分析結論進行了實驗驗證，實驗結果完全驗證了文章中1引言近幾年來。電力驅動系統的效率問，是受到人們幣視的個熱點，相關的文獻及明13，然不是在所有的情況17，軟開關技術逆變器的工作效率都島相應的硬斤關技術逆變器，似都存在打島效率工作的潛力。
軟開關技術逆變器的苒木設訃忍路為。在開關器件兩端增加吸收電容以縮小器件關斷，的山以及關斷損耗，再通過輔助諧振電感和吸收諧振電容之間的諧振，使開關器件在零電壓條件下開迎，從而消除硬開關糸件下的開通損耗和開關噪聲。因此，在采用同類型開關的情況下，軟開關電路可以在更高的開關頻率下工作。這樣來，人們過去在硬開關，1電路設計中追求的許多目標，諸如提高效率抑制肘1以及縮小散熱片和冷卻器體枳等等，在軟開關條件下都容易的實現。
到目前為止很少有專門的文獻來具體討論軟汗關逆變器和硬開關逆變器屯路在效率方面的差異。所以，在本文的研宄中，我們將對種軟開關相逆變器電路3的工作原理進行介紹和分析，在此基礎上，重點的分別對該電路和硬開關逆變器明正峰男。1962年生。博士，研宄方向為相軟開關變頻技術電力傳動高頻電源及控制裝置及系統。
時間10，格輸！電流的實驗波形電路的效率分析模型進行詳細的討論。
2軟開關技術逆變器的工作原理技術相，賈逆變器電路原現及單相全橋工作時的等效電路。以2為例。參照3，軟開關技術的工作原理可以說明如下假定電路開始作時負載電流的方向中所正，并且開關3334處于開通狀態，極管，4正上續流。上關斷開關心84之階，先在零電流條件1開通輔助開關3，3314，諧振叫路中的諧振電感開始儲存能量，即電感電流從零升至預置電流該預置電流大于負錢電流。此時關斷開關3334，由于開通延遲時間死區時間以及，3014和諧振電感。之間構成了諧報回。
路。諧振的結采是，電容，6通過電感釋放能量，同時電容01.3，4儲存能是至母線電伍，直至極管106通，為開關3186創造個零電壓開迎條件，開關3136在28條件下開迪后，反向電灰的作用使得諧振電感的電流直線將至孓輔助開又，在零電流條件關斷，從而完成次主開義的岑電壓開關過程。
冬4給出該電路次零電壓開關過程逆變開義兩端電壓心。逆變開義門極驅動倍號心諧振電感電流以及輸入電流的實驗波形可以看出，開關關斷時，其兩端電壓以小幅值振蕩趨干穩定=400，這是由于關斷吸收電容諧振電容和線路中的寄生電感諧振產生心有了非常明顯的改進。另外，在其開通信號到來之前，汗關兩端電壓經通過輔助電路的工作下降為零，即所謂的零電壓開通。這兒乎完全驗證了3相逆變器的功率損耗分析3.1硬開關相逆變器的功率損耗分析3.1.1逆變斤關器件的導通損耗5，在斤關導通時，汗關器件被描述為個恒源和個非線性阻性元件串聯的數學模型4.在本文的研究中，為了對汗關器件的導通損耗有個近似的估氧我們把該非線性元件簡化為線性元件。
對予汗關器件肌收丁13丁和極符，導迎時簡化數學梭型可以承如下KV；1；丁和極管在；電流據手冊中得到。
在逆貨器，關器件以及相應的反并聯極管的導通占空比是逆變器調制系數和負載功4咽數的數，作文獻4中，給17汗泠器件和反并聯極管導通占空比達式如下，逆變器輸出坫波電流的相位角，負載功率因數角在前面己經指出，當負載電感的值比較大，開關周期又相對比較小，在個開關周期內可以認為管上的導通功耗可以如下在這里，參照達式1.我們有參照文獻124.我們可以給出關器件姐1外1；廠和反并聯極管的導迎損耗對尸山1；15丁構成相，1逆變器電路。其總的導通損耗可以通過下式來計算32逆變橋丌器件的飛損耗開關功耗是在開關器件汗通和關斷過渡過程期間的功率損耗。101信號頻率高廠512時，開關損耗會非常顯著。得到開關損耗的最精確的方法是測量在開關過渡過程中通過開關的瞬間電流和開關兩端的瞬間電壓的波形，將此波形逐點相乘，從而得到功率的瞬時波形，此功率波形下面的面積就是脈沖為單位的開關能量。平均開關功耗由單脈沖開關能量與，1頻率相乘得到的。需要說明的是。逆變器的設計中，1要給計關器件兩端并接吸收電容。，把吸收電容跨接在開關器件上的時候。開關器件的導通損耗詛然保持+變，似開關損耗就會有不同的描述，此時的開關器件會在零電壓條件下關斷，但卻不能在零電壓條件下開通，開通損耗包含種因素①斤關器件的汗迎⑦吸收電容的充放電③極管的反向恢復。
假定母線電壓為開關器件的導通電流為汗肺，幌，財娜及反極，晰局1畫能，可以，口1以上參數都可以從制造廠商的數據手冊中得到，甚至在很多開關器件的使用手冊中，還直接給出了不同導通電流下開關器件的開關能量損耗曲線。吸收電容的充放電能量損耗只是簡單的和電容值和母線電壓有關，1極管的反向恢復能量是反向恢復時間的函數。
開關器件的開通損耗可以通過瞬時功耗在個輸出基波電流周期內的平均積分而得到，面的達式給出了這個推導的結果，其中，為單位電流人下的開通能量吸收電矜充放電引起的損耗可以，如下耗。當然，在軟開關條件下，傳統的開通和關斷損耗都可以被忽略。假定諧振網絡中使用的極管其反向恢復損耗可以被忽略，軟開關逆變器的效率分析將從以下描述的不同損耗方式中得到。
3.2.1逆變開關器件的導通損耗尸，當要求軟開關逆變器和傳統硬開關逆變器具有相同的5界河輸出時，其導通損耗的數學分析也應該是相同的。
3.2.2逆變開關器件增加的導通損耗尸14逆變開關增加的導通損耗來自開關器件關斷信號到來之前七開關1屯流的，加。該增加的電流近乎同于輔助電路流過的屯流。也就足對應于3中，13這個時間段。從3中可以知道，通過輔助諧振開關的電流是些近似于正弦的高頻離散脈沖，由于吸收電容的取值般比較小，當諧振電感與其諧振的時候，其諧振電流峰值相對于預值電流來說可以忽略，所以該離散脈沖的峰值可認為是傾位屯流。，1.該增加的電流流過逆變又的時間為2，電感電流充電到預值電流需要的時極管反向恢復引起的損耗可以用下式3.1.31極管的開關損耗開關器件上的反并聯極管由于其反向恢復特性而不同于開關器件，極管本身的關斷損耗可以3.2軟開關相逆變器的功率損耗分析從前面對軟開關逆變器工作過程的分析可以知道。逆變器斤器件是零電壓條件7開通，所以開關器件的開通損耗為零，而且由于吸收電容程中，通過定的控制算法，使得輔助開關僅在每次狀態過渡的，候通，而。輔助開61作在零屯流開關條件。所以。輔助關的開損耗也可以波認為是零=然而。1該逆變電路中，諧振電感能試的預諸存，輔助開關的導通。將會給主關帶來額外的導迎屯流。這個屯流附加在負載電流之間可以如下主開關器件，加的導通損耗可以如下3.2.3輔助汗關器汴導通損耗和戶⑶輔助開關的導通只限于段類似于正弦半波的時間內，近似地可以認為輔助開關的導通時間為之假定開關頻率為則每個輔助開關的導迎損耗可以通過平均諧振電流和輔助汗關的導通屯壓降相乘得到。下面的達式給出了輔助開關選用108廣以及極管的導通損耗達式電阻ak極管的導通電肌3.14諧振電感等效電阻導通損耗凡1.
從前面對，7妃電路工作過程的分析，間致，假記諧振電感的等效電阻為尺，則其帶來的導通損耗為在這里，諧振電感的等效電阻及是諧振頻率電感線圈匝數和磁心材料的函數。
4逆變器效率分析的實驗驗證為了對前面的逆變器效率分析數學欖型進行實驗驗證。我們對以1給出的似理閣構成的軟開關相1賈如逆變器電路進效韋分析實驗。在該電路中，我們選擇的功率元件及相關的元件參數如下相逆變橋3136采用日本富士公司生輔助諧振網絡中31.1316也采用日本富士公生產的單兀以1.型4及和關參數為。
為廣便以七較。閣5給出了逆變器開關頻申為8讓1時不同輸出頻率下硬開關逆變器和軟開關逆變器的效率估算及效率測量曲線。6給出了逆變器輸出頻率為額定頻率50出時，不同開關頻率下。軟開關逆變器電路的效書相對產傳統硬開關逆變器的提高曲線。其虛線為估算值。實線為測量值。可以看出，在逆變器額定輸出頻率附近，其估算結果和實際測量結果有著比較好的吻合，但在較低輸出頻率的時候，估算結果和實際測量值之間存在著定的差距，這主要是由于開關器件的導通模型的化后引起的議差。同時。從閣5我們也可以關逆變器來說，有了較大的提高。從6中可以看出，隨著開關頻書的增大，扯然軟開關電路中增加于硬又屯路功耗會大大縮小。效宰的提高會非常明顯。昀，也可以看出，當開關頻率小于定的值時。效率不但不能得到提高。反時會降低。
捉高隨汗關頻卞。變化的曲線5結束語軟開關5相逆變器的基木構想足在保持傳統的評河逆變橋工作方式不變的情況下外加個和負載并聯的輔助諧振電路。用輔助開關控制使諧振過程僅僅工作在逆變開關狀態過渡的瞬間，所以對輔助電路中開關功率的要求很小，同時又能為逆變橋7結論無源性控制方法；1種木質1非線性反饋擰制。由于沒有抵消所有的非線性，即所謂無功力，它避免復雜的反饋招叫律，本文在原有七源性控制器和滑模控制器基礎設汁廣種新的七源性滑模控制器，保留了兩種控制器的優點。通過添加在線辨識負載觀測器，進步提高了系統對負載的魯棒性。仿真結果明該方法得到的控制器，動態性能很好，魯棒性好。但本文提出的基于無源性的滑模控制器也存在些問①控制器參數的取值范1屈比較小，控制系統的穩態有定誤1應，加電壓外環控制器才能達到穩態無差。
蔡宣等。高頻功率電子學直流直流變換部分。北京科學出版社，1993上接第34而的所有開關和極管的狀態過渡提供軟開關條件。在本文的分析中，通過對相關的開關器件其功率損耗數學模型進行定程度的簡化，使得對逆變器的效率分析簡單了許實驗的結采+僅驗證了且從提高效率的角度進步驗1了軟開關以1逆變器電路的優點。
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