双开关T型并联谐振逆变器拓扑结构研究

作者：时间：2013-02-16 来源：网络收藏

工作模式2：在t=t2时刻，uo谐振到零，VS1闭合，VS2断开，实现ZVS；iL降到最小值，VS1闭合后uL=Ud，其极性为左正右负。通过VS1的电流即为iL此电流按线性规律上升，从最小值增大到t4时刻的最大值，Ud在电感中储存能量。当t在t2～t4内，Lo，Co处于谐振状态，形成uo的负半周。
在t=t4时刻VS1断开，VS2闭合，开始下一个周期。至此，电路完成了一个完整周期的工作，而Co上得到一个完整的正弦波输出uo。uo和io的波形如图2所示。

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/175887.htm

2．3 电路中电流、电压关系
2．3．1 L和开关元件电流的关系
在工作模式2下，VS1导通，若VS1无压降，则有：Ud=LdiL／dt，得：iL=Udt／L。
故在VS1导通的半个周期内，iL和VS1的电流iVS1按线性规律上升。
在工作模式1下，在此稳态过程中，若VS2无压降，则A，C两端电压为uo，由iL与uL实际方向可知电路中的电压关系为：
Ud+Ld(-iL)／dt=Umsin(ωt) (1)
初始条件：t=0时刻，IL(0)=ILmax；由式(1)解得在0～t2稳态时段内，iL的瞬态表达式为：
iL(t)=ILmax+Udt／L+Um[cos(ωt)-1]／(ωL) (2)
即在工作模式1过程中，iL=iVS2，且按余弦规律减小变化。由图2可知，iL平均值等于直流电源的电流Id。
2．3．2 逆变交流电压与直流电源电压的关系
为避免开关元件承受过高反压，假设逆变器工作在小容性准谐振状态，即开关时刻略超前于uo一个小角度φ，在忽略触发脉冲的重叠区宽度后，也就是iVS2超前uo一个小角度φ，则φ为逆变器的功率因数角，如图3所示。

在工作模式1下，假设VS2无压降，图中A，C问电压为uo的正半周，其电压平均值等于2Ud，则：

在小容性状态时cosφ≈1，则Uo≈2．22Ud。

3 实际电路构成原理与设计
图4示出应用于感应加热的T型并联谐振逆变器电路。图中ED虚线左边为三相全控整流桥电路，通过改变触发脉冲的移相角度对Ud的大小
进行调节，从而实现对逆变器输出功率进行调节的目的。C3为高频滤波电容，抑制高频电流在L上引起的高频电压波动。

图4中ED虚线右边为T型并联谐振逆变主电路部分。L1为升压电感；其中VS1，VS2为电路完全相同的基本单元结构，MOSFET通态电阻Rds(on)具有正温度系数，它为提高整机的电流容量创造了有利条件。由VS1，VS2相同的基本单元结构再进行并联构成功率开关模块，以满足对电流容量的要求。功率开关模块控制信号由逆变控制电路产生，并经驱动电路在栅、源极之间加入。
Co1，Co2串联后与Lo构成并联谐振回路，Co2为升压电容。因为Uo=2．22Ud，Co1，Co2容量相等，因此uLo=4．44Ud。确定Co1，Co2和Lo的值使其满足工作频率和输出功率的要求。