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高频逆变电源目前的技术状况

2015-07-07 10:34:28 来源:  作者:
摘要:   .高频逆变电源技术研究状况   高频逆变电源主要包括功率器件、驱动器件、PWM控制电路、主电路等主要部分,随着高频逆变电源的发展,这些组成部分也不断发展:   一、

   .高频逆变电源技术研究状况   高频逆变电源主要包括功率器件、驱动器件、PWM控制电路、主电路等主要部分,随着高频逆变电源的发展,这些组成部分也不断发展:   一、 主要功率器件   高频逆变电源的产生和发展与功率开关器件有着密切的关系,晶闸管逆变电源开关频率低,而且是半导控制器件,所以性能受到限制。采用晶闸管、场效应管、IGBT等全控型自关断器件,是高频逆变电源大发展方向。其中晶体管需要交大的驱动电流,并且存在二次击穿,安全工作区窄。场效应管是电压型控制器件且开关速度快、安全工作区宽,但器件载流容量小,适合于高频小功率场合。IGBT器件则具有两者的优点,成为目前最合适的高频逆变电源的应用器件。

  二、功率变换电路   高频逆变电源主电路的主要电路形式有单端、全桥、半桥三种情况。主电路设计的合理性是高频逆变电源设计的先决条件。一般认为单端,半桥,全桥三种电路形式分别适合于小、中、大功率输出。对于桥式电路,总存在上下桥臂直通的现象和变压器动态偏磁的问题,通过控制电路设置死去可以有效的防止直通现象的发生,板桥市电路本大亨结构具有抗偏磁的能力,全桥结构则要通过其他手段来克服本身易于发生偏磁缺点。

  三、 控制方式和控制电路   本世纪50 年代,脉宽调制硬开关的出现,解开了逆变技术的发展序幕。由于逆变技术具有以上所说的突出优点,使得这种技术一问世,许多国家就争先致力于功率电子器件、磁性材料、控制集成芯片和电路拓扑等方面的研究。脉宽调制硬开关技术经过60年代的长期发展、70年代的发展期和80年代的成熟期,迄今为止,已经获得了最为广泛的应用。但是,它的开关频率不能太高,存在者换流慢、开关损耗相对较大、承受较高的du/dt和di/dt等问题。   70 年代中期,针对硬开关换流过程中存在的问题,频率调制谐振技术应运而生。它从根本上克服了传统脉宽调制硬开关变换器的缺点,因而迅速成为功率电子学新的发展方向和研究热点。频率调制谐振技术的核心内容,是抛弃将功率电源各元器件简单理想化的观念,在充分研究功率开关变换电路的分布参数和寄生元件作用机理的基础上,应用电感电容网络的谐振原理,迫使功率开关器件的电流或电压成正弦规律变化,当电流或电压过零时,使器件开通和关断,因而解决了开关动态损耗、电流冲击、电压应力和电磁干扰等方面的问题。但是,频率调制谐振变换技术也带来以下的新问题:①输出电压晕频率有关,为保持输出电压在各种运行条件下基本不变,必须采用变频控制,对负载变化的适应性差,所以常用于负载基本不变或变化不大的场合;② 功率器件的容量需要更大;③开关频率大范围变化导致滤波器、变压器等磁性器件的设计难以优化。   2. 高频逆变电源的研制方法   目前,对高频逆变电源的研制方法主要采用实验手段。通过首先初步确定功率器件、电路和控制系统,然后制成样机反复的调试、实验耗费很大的人力物力。同时在设计参数时,往往囊过于以来设计这的经验,不可避免带来片面性,很难保证产品的性能。   计算机仿真技术的发展,为高频逆变电源的研究提供了支持手段。在电路和系统层次上建立器件、电路和系统的模型,借于计算机仿真技术手段进行辅助分析和优化设计,进行全面定量的深入研究。这样可以节约大量的实验损耗,对实际研究起到知道作用。

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