高频链逆变技术发展综述

输出负载，但是需要三套相同的单相电路，结构较复杂，而且相位需要严格同步。

2.3周波变流型

它是目前实现双向功率传输的常用方案。该拓扑结构一般由一个逆变器和一个周波变流器级联而成，如图7所示，从而省去了DC/DC变换型高频链逆变器中的直流环节，因此只需要二级功率变换（DC/HFAC/LFAC），减小了逆变器的通态损耗，提高了系统效率和可靠性。

2.3.1硬开关PWM控制方式

如图8所示[10]，其三相输出采用周波变流器形式将高频电压变换成三相工频电压，主要用于中小容量UPS。采用周波变换器直接将高频交流变换成工频交流，与经过直流变换相比较，具有下列特点：

1）电力变换级数少，可以提高效率；

2）高频部分后级不需要直流电容器，系统总体成本低，结构简单；

3）硬开关PWM控制；

4）当高频变压器次级侧开路时，由于变压器漏感储能无放电回路而产生较大的电压尖峰。

为了解决图8电路存在的问题，在文献[11]中，周波变换器的开关控制是与一次侧高频逆变器同步且在零电压条件下进行的，同时提出了在一个采样周期内输出多个电压矢量的脉冲分配方法。文献[12]针对变压器漏感引起的副边电压过冲问题，采用换相重叠方法进行抑制，并获得了ZCS效果。

2.3.2LC谐振方式

高频变压器原边部分采用2个功率开关及LC串联谐振方式，副边部分采用周波变换器形式[13]，如图9所示。利用准零电流ZCS条件来减小开关损耗，同时采用实时反馈控制方法使输出电压为正弦波。其主要特点是

1）不需要检测HFlink电流的过零时刻而实现准ZCS；

2）容易实现输出电压实时控制；

3）HFlink电流幅值随输出电流而变化。

2.3.3直流环节准谐振方式

高频变压器前级部分采用直流环节准谐振逆变电路（简称QRDCLI)，后级部分采用周波变换器形式[14]，如图10所示。同时还提出了改进的PDM控制策略和数字控制方法。该系统不需要缓冲电路，而且可以工作于四个象限。

3发展趋势

自从上世纪80年代以来，高频链逆变技术一直受到人们极大的关注，发表了大量的相关文献。目前存在的高频链逆变器拓扑，一般有以下几个特点：

图10直流环节准谐振方式

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高频链逆变技术发展综述

1）DC/DC变换型需要三级功率变换，通态损耗高且控制复杂；

2）周波变流型大量使用双向开关，增加了电路成本和损耗；

3）电流换相时存在电压过冲问题；

4）非纯电阻性负载时，续流困难；

5）大部分电路针对CVCF系统设计，对于VVVF系统控制起来相对要复杂；

在单相高频链逆变电路中，目前已经出现了一些比较成熟的方案，但三相高频链逆变电路还很不成熟，还需要继续深入研究。总体来讲，主要涉及三个方面：

1）使用可关断器件和软开关技术，提高工作频率，以便达到装置小型化、低成本、无音频噪音，并且具有高可靠性、高效率；

2）研究新的组合式拓扑结构，分析复杂的工作过程以及建立数学模型，解决目前高频链逆变器存在的缺点；

3）研究各种控制方式，包括PFM、SPWM、SVPWM、DPWM、PDM和差频控制等。

4结语

高频链转换器是一种灵活多变的拓扑结构，其共同特点是电路结构形式紧凑，功率密度和效率高，响应速度快。另外，系统可以工作在20kHz以上，无音频噪音，滤波相对容易，并且功率可达kW级以上。因此，无论在恒压恒频（CVCF）领域，还是在调频调压（VVVF）领域都有很大实用价值，它是未来继续研究发展的一个重要课题。