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串联谐振逆变实验与波形分析
2021-09-21

串联谐振逆变实验与波形分析


1、串联全谐振转换器曾经是1960年代和1970年代最流行的转换器。只要给定合适的死区时间,就可以实现良好的软开关转换。现代数控技术给这个经典的转换电路增添了许多活力,解决了许多以前无法克服的控制难点。它在工程应用中存在三个关键技术问题:


ZCS频率跟踪控制(随负载和电源漂移调整工作频率,使换向始终处于接近零电流的弱电感)


ZVS死区跟踪控制(根据不同负载电流调整死区,实现零电压开通和接近零电压关断)


CS_ZVS交替跟踪控制(同时实现频率跟踪和动态死区,具有良好的开关和功率调节特性)


串联谐振


2。关断过压问题;即使ZVS电容很大(103),当分布电感很大时,带载关断,仍然会在开关上激起比电源高几百伏的浪涌电压,振荡频率可以达到几兆,振荡衰减很快,但强烈的振荡也给开关带来了显着的额外损耗。改进的关键措施是降低分布电感,放置更大的浪涌电流吸收电容(105-106);


为了对电容器进行重复频率和高能量转换效率的充电,开发了全桥串联谐振充电电源的理论设计。通过数值分析得到谐振电感、电容、功率器件、电源、脉冲变压器伏秒等参数,通过数值模拟得到脉冲变压器励磁电感参数,通过基于Pspice的全电路仿真验证设计参数的合理性。仿真结果表明,为了以 1 kHz 重复频率对 110 nF 电容器充电,当初级电压为 1。2 kV,谐振参数为 33 kHz 时,谐振电感和电容应分别为 625 nH 和 37 μF。脉冲变压器伏秒和励磁电感分别应至少为 45 mVs 和 1 mH,功率器件的峰值电流约为 300 A。


在脉冲电源技术领域,初级储能电容器常见的充电方式有恒压充电和恒流充电两种。前者基于大容量工频变压器,常采用充电电阻来限制充电功率,充电电阻消耗的能量为50%!;(MISSING)后者多采用全桥串联谐振充电电路对电容实现“等步”升压方式恒流充电具有体积小、效率高、功率密度高、适用范围广等优点。变化的负载。是理想的电容充电电源。


构成全桥串联谐振充电电源的主要单元有:谐振电感和电容、功率器件、脉冲变压器。本文通过数值计算和仿真两种方法确定这些单元参数的设计,并基于Pspice电路仿真软件对设计的全桥串联谐振充电电源进行全电路仿真。


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