基于SPWPM和软开关技术的高频链逆变技术研究
基于CCM的软开关反激光伏逆变器的研究
基于CCM的软开关反激光伏逆变器的研究
随着可再生能源的快速发展，光伏逆变器作为将太阳能转化为电能的重要设备，受到了广泛关注。
然而，传统的光伏逆变器存在着转换效率低、体积大、成本高等问题。
因此，研究人员开始探索新的技术来改进光伏逆变器的性能。
基于CCM（连续导通模式）的软开关反激光伏逆变器是一种新型的逆变器拓扑结构，具有较高的转换效率和较小的体积。
该逆变器通过引入软开关技术，在切换过程中减小了开关器件的开关损耗，提高了转换效率。
此外，软开关技术还能降低逆变器的谐波失真，提高了输出电压的质量。
因此，基于CCM的软开关反激光伏逆变器被广泛应用于光伏发电系统中。
在基于CCM的软开关反激光伏逆变器的研究中，研究人员主要关注以下几个方面。
首先，他们研究了逆变器的拓扑结构和工作原理，设计了适应光伏发电系统的逆变器电路。
其次，他们研究了软开关技术的应用，通过优化开关器件的控制方式来减小开关损耗。
此外，研究人员还研究了逆变器的控制策略，通过合理控制逆变器的开关频率和占空比来提高转换效率。
最后，他们还对逆变器进行了性能测试和验证，验证了基于CCM的软开关反激光伏逆变器的性能优势。
基于CCM的软开关反激光伏逆变器的研究为光伏发电系统的性能提升提供了新的思路和方法。
该逆变器拓扑结构具有较高的转换效率和较小的体积，能够满足光伏发电系统对高效、紧凑的要求。
此外，软开关技术的应用还能提高逆变器的稳定性和可靠性，延长逆变器的使用寿命。
因此，基于CCM的软开关反激光伏逆变器有着广阔的应用前景，将在未来的光伏发电系统中发挥重要的作用。
一种基于软开关技术的交流调速系统逆变电路的研究与设计
（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ０ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈ ３ ９： Ｔ Ｇ ６ห้องสมุดไป่ตู้５ ９ 文献标识码 ： Ａ
Ａ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａｎ ｄ Ｒｅ ｓ ｅ ａｒ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ Ｃｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ｏｆ Ａ Ｃ Ｄｒ ｉ ｖ ｅ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓｏ ｆ ｔ － ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｗ ＡＮＧ Ｈｏ ｎ ｇ， Ｗ ＡＮＧ Ｚｉ — ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ， ＣＵＩ Ｇｕａ ｎ ｇ ・ ｚ ｈ ａ ｏ
及工作原理分析的基础上 ， 设 计 完成 了基 于 ＡＤ Ｒ Ｐ Ｉ 的软 开 关 三相 逆 变 器 ， 并 进 行 了仿 真 分 析 和 实验 验 证 ， 实验表 明 ， 设 计 的软 开 关 逆 变 电路 能 够较 好 地 工 作在 软 开 关 状 态下 ，且 结 构 简单 、 实 用性强 ， 为Ａ Ｄ ＲＰ Ｉ 软 开 关逆 变 器在 交流 调 速 系统 中 的 实 际应 用 奠 定 了基 础 。 关键词 ： 软 开 关技 术 ； 逆变器 ； 交流 调 速 系统
ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｘｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ－ － ｒ ｅ ｓ ｏ ｎａ ｎ ｔ ｓ ｏ ｔ・ ｆ － ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｂ ｙ ｍｏ ｄ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｔ ｓ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎａ ｎｔ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｒ ｅ ｗｅ ｌ ｌ ｒ ｅ － －
基于软开关技术的高频链并联逆变器的设计
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输 出 电压 的 波 形 ， 系 统 具 有 较 高 的 输 出精 度 。 联 使 并
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图 ２ 开 关 驱 动信 号波 形
１ － ６
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焊接设备
李 先 祥 等 ： 于软 开 关 技 术 的 高 频链 并 联 逆 变 器 的 设 计 基
第 ３期
（ 模态 １ ｌｔ 。 １ ） （－２ ｔ ）
在 ｔ 时 刻 ，ＧＢ 和 Ｉ Ｔ 导 通 ， 让 Ｉ Ｔ 提 Ｉ Ｔ。 ＧＢ ４ 并 ＧＢ ５
高 频 变 压 器 、 波 变 换 器 、 波 电路 五 部 分 组 成 。 周 滤 整
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图 １ 系统 结 构 框 图
系 统 采 用 Ｔ ３ ０ Ｆ ４ ７ 数 字 信 号 处 理 器 进 ＭＳ ２ Ｌ ２ ０ Ａ 行 控 制 。 统 采 用 双 环 控 制 策 略 ， 环 是 电 流 环 控 系 内
基于SPWPM的移相全桥高频链逆变器研究
1 引言目前，dc/ac逆变电源已经在很多领域得到了广泛的应用，尤其在新能源的开发和利用中，如光伏发电、风力发电、燃料电池发电等场合，dc/ac变换器更是不可或缺。
传统的逆变技术虽然成熟可靠，应用广泛，但是存在体积大，笨重，音频噪声大等缺点[1]。
高频链逆变技术[2,3]利用高频变压器替代传统逆变器中的工频变压器，克服了上述缺点，显著的提高了逆变器的性能，有利于电力电子设备的小型化和轻量化，是当今电力电子技术领域的研究热点之一。
高频链逆变技术的关键问题在于如何通过开关管的高频切换来产生正确的正弦脉冲以及实现周波变换器的安全换流。
现有的实现方案较多，相对而言，spwpm[4,5]技术有突出的优点，它将高频链和spwm调制技术有机的结合在一起，因而中间变换环节少，结构简单，整体变换效率和功率密度高。
本文所提出的高频链逆变器的方案为dc/ac/ac两级功率变换结构，采用移相全桥桥式结构作为主电路拓扑，使用tms320f240 dsp芯片来产生spwpm数字化控制信号。
该方案思路清晰，实现过程简单灵活。
2 主电路拓扑与工作原理单极性移相全桥桥式高频链逆变器的主电路拓扑见图1。
该结构由高频逆变桥、高频变压器、周波变换器和输出滤波器等部分组成。
由于采用dc/ac/ac两级功率变换结构，电路拓扑简洁紧凑，功率密度高，同时具有高频电气隔离，双向功率流动等特点，适用于高压输出、中大功率变换场合。
图1 单极性移相全桥桥式高频链逆变器主电路拓扑该电路基本工作原理如下：直流电源ud经过移相全桥高频逆变，进行spwpm调制，输出高频的双极性三态的spwpm脉冲，经由高频变压器进行电气隔离和电能传输，通过周波变换器高频解调后得到单极性spwm波，由lc低通滤波，得到所需要的正弦交流输出电压供给负载使用。
3 spwpm技术原理分析3.1 spwpm技术原理介绍所谓的spwpm技术是指不仅对脉冲的宽度进行调制，使其按照正弦规律变化，而且对脉冲的位置也进行调制，使调制后的波形中不含有直流和低频成分。
SPWM技术中频逆变电源的载波研究与测
第22期2022年11月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.22November,2022作者简介:朱学森(1997 ),男,河北沧州人,硕士研究生;研究方向:嵌入式系统应用,FPAG 应用技术㊂SPWM 技术中频逆变电源的载波研究与测试朱学森,胡㊀辉,黄㊀浩,牛建辉(北华航天工业学院,河北㊀廊坊㊀065000)摘㊀要:为了保证跑合监测系统能稳定工作,高性能的陀螺电源是不可或缺的供电设备㊂文章基于SPWM 技术设计的中频逆变电源输出的正弦波,比以往的方波电源对马达的损伤更小,更安全可靠㊂正弦脉冲调制SPWM 是一种用于逆变电源的开关管控制信号,文章在做中频逆变电源过程中,在测量电源输出性能时,测得结果发现载波频率过高,当输出电流调大时,同一套LC 滤波电路会产生输出波形形变的情况,并且峰值电压会下降㊂对此,提出了一些疑问,做了相应的猜想,并对猜想的准确性与理论性进行了实验㊂关键词:正弦脉宽调制SPWM ;MOS 管逆变电路;载波频率;LC 滤波电路0㊀引言㊀㊀正弦脉宽调制是在PWM 的基础上改变调制脉冲的方式,脉冲宽度时间占空比按正弦波规率排列,经过驱动隔离电路,在给信号提高驱动能力的基础上又隔离了输出与控制电路,有效保证了控制电路的安全性,再经过开关管的全桥逆变电路输出具有带载能力的PWM 脉冲信号,这样输出的波形经过合适的滤波电路就可以得到有带载能力的正弦波[1-2]㊂SPWM 波形的生成采用异步双极性调制,载波选用三角波信号,载波频率100kHz,输出正弦500Hz,输出电流0~2A,输出电压30V,此时载波比N =200㊂1㊀三相电源系统的设计结构㊀㊀三相正弦电源由DC 电源模块㊁逆变MOS 管电路㊁STM32核心控制㊁信号隔离驱动电路㊁LC 滤波电路等组成[1],整体系统结构如图1所示㊂图1㊀三相正弦系统㊀㊀用STM32高级定时器TIM1产生正弦脉冲调制信号(SPWM),经光耦隔离驱动电路提高SPWM 波的驱动能力,6路SPWM 信号发送给6个MOS 管,通过MOS 管的开关作用将直流电转换成交流电㊂开关管选用IRFS3607,最大输出电流80A,耐压75V㊂滤波电路铁氧体磁环电感1mH,磁环初始导磁率为90,CBB 电容3.3uF,理论截止频率2.77kHz㊂2㊀软件程序设计㊀㊀笔者采用STM32F407做主控制器,此处主要介绍SPWM 调制波形的生成方法㊂使用STM32的高级定时器TIM1做3路互补输出PWM,计数方式采用中心对齐方式,开启中断;在程序中断回调函数中,做正弦波数据与三角波的调制比较值的更改,即改变每个输出脉冲波形的占空比按正弦波变化的规律变化㊂载波频率即PWM 输出频率㊂调制方法选用异步单极性调制,保持载波频率不变,改变调制波频率,实际在单片机程序中体现为改变载波比N 的值㊂载波比N 值不能太小,因为载波比N 值决定了一个调制周期内脉冲的个数,如果N 值小,那么脉冲数就小,输出SPWM 波形的脉冲不对称性就会增大[3-4]㊂3㊀输出测试系统㊀㊀波形检测采用TELEDYNE 公司的HDO9000四通道示波器,功率输出采用横河电机WT333数字功率㊂WT333数字功率计基本精度为读数的0.1%,可测量三相电源相电压㊁线电压㊁线电流㊁谐波失真率THD 等㊂直流供电源采用汉晟HSPY -120-93直流电源,输出电压电流可调㊂负载采用0~100Ω可变电阻器,并采用星形连接㊂本系统借助WT333测量输出电压电流变化,并记录谐波失真率THD值㊁示波器观测波形输出㊁当前频率值与任意两相的相位差㊂100kHz载波下的数据如表1所示,可以观察到示波器在电流1.4A时的波形变化㊂表1㊀100kHz载波电压电流数据三相频率/Hz线电压UV/V线电压UW/V电流THD/%U500.5513.0022.25512mA V500.5812.9722.47513mA W503.6313.0022.36511mA 0.762U500.5612.2820.79 1.427AV500.3412.1420.74 1.338A 1.35 W500.0311.9520.34 1.427A㊀㊀由表1可以看到,当电流变大时,输出波形出现明显变化,输出电压降低,输出波形纹波变大,谐波失真率THD变大㊂基于此现象,笔者提出以下问题:是什么影响输出波形的失真与输出电压的降低?猜测一:LC滤波器截止频率太低,影响了滤波性能,笔者尝试进行如下实验测试㊂将电感参数换为耐流值5A,1mH,电容换为1uF,此时,将理论截止频率5.03kHz再次做通电测试㊂载波100kHz改善后的电压电流如表2所示㊂表2㊀100kHz改善滤波后的电压电流三相频率/Hz线电压UV/V线电压UW/V电流THD/%U500.5512.7021.99498mA V500.5812.7122.17513mA W503.6312.7821.95504mA 0.507U500.5611.9820.39 1.473AV500.3411.9820.38 1.460A 1.16 W500.0311.8120.04 1.456A㊀㊀由实验结果可知,波形失真有一定改善,但是在压降电流增大时压降更明显,且输出纹波变大㊂这说明截止频率设高之后滤波不完全㊂猜测二:载波频率太大,当电流增大时带给开关管器件的负担变大,导致开关管器件不能正常工作㊂实验人员需要测量输出电流为200mA时的滤波前波形和输出电流为1.4A时的滤波前波形㊂输出电流为1.4A时的滤波前波形如图2所示,MOS管输出波形无明显失真,输出载波频率在MOS管开关频率范围内㊂猜测三:载波频率太大,当电流增大时,电感的磁通量不足,使得电感L上的分压变大,导致滤波效果不好㊂实验人员将载波调小到21kHz,并观察LC滤波后的输出波形,主要观察输出电流为1.4A时的载波波形㊂21kHz载波输出时的电压㊁电流数据如表3所示㊂A时的滤波前波形表3㊀21kHz 载波输出电压电流三相频率/Hz 线电压UV /V线电压UW /V电流THD /%U 500.5513.7623.55513mA V 500.5813.7223.70518mA W 503.6313.6423.66518mA0.392U 500.5613.1222.44 1.473AV500.3413.0422.23 1.350A 0.967W500.0312.7921.781.456A㊀㊀输出载波为21kHz,输出电流为1.4A 时的输出波形如图3所示,滤波波形得到明显优化,但是输出波形平滑度不够,还有一些毛刺㊂从图2㊁图3可以看到,在开关管开关时,会对另一个MOS 管进行干扰毛刺,当电流增大时毛刺增大,这时需要在开关管DS 极之间加入RCD 吸收电路㊂并且,从上述实验中能得到电感L 的磁通量不足的问题[5]㊂图3㊀输出载波为21kHz ,输出电流为1.4A时的滤波后波形㊀㊀下面进行Simlink 仿真分析,重新计算电感,电容值㊂截止角频率w =1LC ,截止频率有f =12πLC,一般取f s 的110为截止频率,所以截止频率为2kHz,滤波电路电容不能过大,否则无功功率会增加,电容电流取输出电流的15,i O =3A,i C =0.6A㊂由C =iC 2πf O U O =3.3uF 可得滤波电感Lʈ2mH [6-8]㊂仿真参数建议设置截止频率1.959kHz ,载波20kHz,输入直流40.8V,滤波电感内阻50mΩ,将输出电流有效值调到1.4A 进行仿真分析㊂搭建的开环三相逆变输出如图4所示㊂图4㊀三相开环逆变仿真㊀㊀在Slimlink 中进行LC 滤波输出波形,获得的FFT 分析结果如图5所示㊂重新选取LC 滤波参数之后,得到的THD 值为0.56%㊂4㊀测试结果讨论㊀㊀载波频率不能直接影响输出电流能力,而是载波频率过高会使开关管负担变大㊂当载波频率过高,没有负载电流时,开关管输出压力小,能正常工作;当负载电流增大时,开关的尖峰脉冲也会增大,会缩短开关管的使用寿命,同时电感上的分压和相移也会增大,影响输出波形,并且当电流增大时,开关管相互间的影响毛刺也会变大,这些毛刺会影响输出的波形,甚至损坏开关管,缩短其使用寿命㊂所以,测试人员需要加入图5㊀SimlinkFFT仿真RCD吸收电路改善这种情况[9]㊂此外,在测试波形问题时,当把载波频率调小,保持调制波频率不变时,输出的三相正弦波形的相位差会改变,不再是标准的120ʎ㊂通过查阅资料与多次反复调整载波频率得出结论:载波频率增大时,通过LC 感性负载的相移影响会减小㊂在测试过程中,载波频率继续减小,输出波形不会持续优化,当载波比N小于30时,输出波形会出现波纹,毛刺也会变多㊂5㊀结语㊀㊀载波频率高可以使输出波形在LC滤波之后的相移影响变小,同时载波频率的值受到电感磁通量的限制,高载波频率需要大磁通量线圈支持,这样滤波器的体积就会变得很大,不符合逆变电源轻量化趋势㊂笔者在系统调试时发现,只要输出电流增大,输出滤波后的正弦电压必然会发生一定程度的下降,即电感的阻抗损耗㊂针对这样的情况,后续使用时,技术人员可以加入闭环反馈系统,保证输出的稳定性㊂[参考文献][1]王杰.中频输出的三相四线制逆变器研究[D].北京:北京交通大学,2019.[2]郝志阳,胡辉,李万军,等.陀螺马达三相方波电源技术研究[J].电子测量技术,2020(17):40-44.[3]徐幔雪.三相动压陀螺马达功率测试技术研究[D].廊坊:北华航天工业学院,2019.[4]陈伟元,谷宏强,郭利.基于SA4828的三相交流信号源设计[J].电子测量技术,2010(4):4-6,11.[5]苗德根.LC型逆变器稳定性分析与输出电压质量提高策略的研究[D].重庆:重庆大学,2019.[6]户毅仁.基于虚拟同步机算法的400Hz数字化中频逆变电源设计[D].西安:陕西科技大学,2021.[7]RATH D,KAR S,PATRA A K.Harmonic distortion assessment in the single-phase photovoltaic(pv)system based on SPWM technique [J].Arabian Journal for Science and Engineering,2021(10):9601-9615.[8]李志霞.基于T型三电平的400Hz中频航空地面电源研究[D].郑州:中原工学院,2019.[9]王梓航,李磊,李建明.三相开环Z源逆变器短路故障诊断研究[J].计算技术与自化,2018(2):33-37.(编辑㊀沈强) Carrier wave research and test of intermediate frequency inverter powersupply based on SPWM technologyZhu Xuesen,Hu Hui,Huang Hao,Niu Jianhui(Northern China Institute of Aerospace Engineering,Langfang065000,China)Abstract:In order to ensure the running in monitoring system can work stably,high-performance gyro power supply is an indispensable power supply equipment.The sine wave output from the intermediate frequency inverter based on SPWM technology is less damaging to the motor and more safe and reliable than the square wave power supply in the past.Sinusoidal pulse modulation SPWM is a switch control signal used for inverter power supply.In the process of making intermediate frequency inverter power supply,when measuring the output performance of the power supply,the measured results show that the carrier frequency is too high.When the output current is increased,the same set of LC filter circuit will produce output waveform deformation,and the peak voltage will drop.In this regard,some questions are raised,and the corresponding conjecture is made,and the accuracy and theoretical nature of the conjecture are tested. Key words:sinusoidal pulse width modulation SPWM;MOS transistor inverter circuit;carrier frequency;LC filter circuit。
基于自然采样SPWM技术的高频开关功放
正 弦 脉 宽调 制 技 术 （ Ｓ Ｐ ｗＭ ：Ｓ ｉ ｎ ｕ ｓ ｏ ｉ ｄ ａ Ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ 、 ＾ ， ｉ ｄ ｔ ｌ １ Ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ）是 用 所 期望 的正 弦波 为 “ 调 制 波” ，而 以 Ⅳ倍 于调 制波 频率 的三角 波 （ 或 锯齿 波 ） 为 “ 载波 ”的一种 逆变 器控 制技 术…。Ｓ Ｐ ＷＭ 技术 通 用 性 强 ，控 制和 调制 性 能好 ，通 常 分为 计算法 和 调制 法 ：计 算 法可 使控 制 时刻 非常精 确 ，但 计 算繁 琐 ，不适合 于 载波 比实 时 改变 的场合 ；调 制法 可调 整 输 出频 率 与载波 比变 化 ，使 用范 围较 广 。 调制 法 的实现 方 法有 自然 采样 法 、规 则采样 法 等 。就谐 波含 量 ，大 量 的理 论和研 究 表 明 ， 自然 采 样 法 比所 有 的规 则采样 法优 越 ，但 该方 法有 一严 重 缺 陷 ：采用 微机 控制 时需花 费大 量 的计算 时 间 ，难 以在 实 时控 制 中使用 【 ２ 】 。但 从技 术 原理 看 ， 自然 采 样 法 的 思 想 是 要 在 交 点 时 刻 实 现 对 开 关 器 件 的通 断控 制 ，因此硬件 上 可利 用高 速模 拟 比较器 对载 波 与 调 制 波 进 行 幅 值 比较 ，从 而 得 到 相 应 的调 制 信 号。 本文 所 设计 的功放 是 以 自然采 样法 产生 Ｓ Ｐ ＷＭ
负
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调 制载波 频 率太 高 ，极易产 生 高频干 扰 ；开关 频 率 高 ，相 应损 耗大 等 问题 。经 改进 ， 目前 效率 可
达８ ６ ％以上 。
图 １ 功 放 结 构
１ ． １ Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ信号 发生 及控 制 针对 信 号需求 ，在 带 宽 内 ６ ～ ３ ０ ｋ Ｈｚ任意 模拟
一种新型数字SPWPM逆变器
此用于输出电压幅值匹配和电气隔离的工频变压器
就成为逆 变装 置 中不可 缺少 的功 率 部件 ．其 体积和 重 量在 装置 中所 占份 额最 大 ，已成 为提高 功率 密度
的主 要 障 碍 。基 于周 波 变 换 器 型 高频 链 逆 变 器 由 Ｄ ／ Ａ ／Ｆ Ｃ 联而成 ，采用正弦脉宽脉位 调制旧 ＣＨＦ ＣＬ Ａ 级
中图 分 类号 ：Ｍ４ ４ Ｔ ６ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ １０ ２０ ） ２ ０ ８ — ２ １０ — ０ Ｘ（０ ７ １— ０ ８ ０
Ａ ｖ ｌＤｉｉ ｌ Ｐ Ｐ ｎ ｅ ｔ ｒ Ｎｏ ｅ ｇｔ Ｗ Ｍ Ｉ ｖ ｒｅ ａ Ｓ
ＨＵＡＮＧ ｕ— ａ Ｆ ｇ ｎｇ，ＺＨＥＮＧ ｅ，ＺＨＡＮＧ ｉｒ Ｙｕ Ｄａ —ｕｎ
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三相FMSPWM软开关逆变器分析与设计
2007年 3 月电工技术学报Vol.22 No. 3 第22卷第3期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Mar. 2007三相FMSPWM软开关逆变器分析与设计朱忠尼1陈坚1王荣2（1. 华中科技大学电气与电子工程学院武汉 4300742. 空军雷达学院武汉 430019）摘要针对双极性FMSPWM逆变器只能用于单相变换器的问题，提出了一种三相FMSPWM 软开关逆变器拓扑结构，分析了三相FMSPWM实现软开关的原理，提出了最佳载波频率公式，对电路中主要元件参数进行了设计。
实验结果证明了该电路能实现三相逆变器开关管的软开关、改善输出波形质量。
关键词：软开关调频调宽逆变器中图分类号：TM461Analysis and Design of Three-Phase FMSPWM Soft-Switched InverterZhu Zhongni1 Chen Jian1 Wang Rong2（1. Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China2. Air Force Radar Academy Wuhan 430019 China）Abstract Because bipolar FMSPWM inverter can only be used in single-phase converter, this paper proposes a kind of circuit topology structure of three-phase inverter soft-switch and analyses the principle of the circuit, proposes the best carrier-wave frequency formulas and designs the main component parameter. The experimental results verify that the circuit mentioned above can realize the soft-switching, improve the quality of output wave.Keywords：Soft switching, modulating frequency and width, inverter1引言DC/AC正弦波逆变器是电力电子技术的最重要分支之一，也是应用最为广泛的一种电力电子装置。
开关电源高频化和软开关技术剖析
开关电源高频化和软开关技术开关电源高频化和软开关技术近年来, 电力电子技术发展迅猛, 直流开关电源广泛应用于计算机、航空航天等领域。
如今, 笨重型、低效电源装置已被小型、高效电源所取代。
为了实现电源装置的高性能、高效率、高可靠性,减小体积和重量, 必须实现直流开关电源的高频化。
直流开关电源的高频化不仅减小了功率变换器的体积, 增大了变换器的功率密度和性能价格比, 而且极大地提高了瞬时响应速度, 抑制了电源所产生的音频噪声, 从而已成为新的发展趋势。
然而功率变换器开关频率的进一步提高将受以下因素的限制: ①在通断瞬间切换过程中, 功率器件的开关应力。
②开关损耗。
③剧烈的d i/ d t 和d u/ d t 冲击及其产生的电磁干扰(EMI) 。
软开关技术是使功率变换器得以高频化的重要技术之一, 它应用谐振的原理, 使开关器件中的电流(或电压) 按正弦或准正弦规律变化。
当电流自然过零时, 使器件关断(或电压为零时, 使器件开通) , 从而减少开关损耗。
它不仅可以解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极管反向恢复问题, 而且还能解决由硬开关引起的EMI 等问题。
为此先后有人提出了谐振变换器( resonantconverter) , 准谐振变换器(quasi resonant converter)和多谐振变换器(muti resonant converter) , 零开关PWM 变换器(zero switching PWM converter) , 零转换PWM变换器(zero transition PWM converter) 及无源无损缓冲电路(passive lossless snubber circuit) 等多种软开关技术。
谐振变换器谐振变换器实际上是直流开关电源负载谐振变换器, 在20世纪70 年代最早被提出来, 它通过在标准PWM变换器结构上简单地附加谐振网络的方法而得到。
基于SPWPM的移相全桥高频链逆变器
移相全桥高频链逆变器结构
该结构包括四个功率开关管、四个二极管、两个电容 和一个电感。
参数设计
在移相全桥高频链逆变器中，电容的容量、功率开关 管的开关频率和占空比等参数对输出电压的波形、谐 波含量以及开关损耗等性能指标有重要影响。
基于spwpm的移相全桥高频链逆变器的调制策略与控制 算法设计
调制策略
高效节能
移相全桥高频链逆变器具有高效 、节能的特性，适用于各类需要 提供稳定电力供应的应用场景，
如数据中心、工业生产线等。
绿色能源
随着新能源技术的发展，移相全 桥高频链逆变器在风能、太阳能 等可再生能源领域的应用逐渐受 到关注，有助于推动绿色能源的
发展。
智能制造
智能制造是现代工业的发展趋势 ，移相全桥高频链逆变器在智能 制造领域的应用有助于提高生产
技术报告B
这份报告主要讨论了移相全桥高频链逆变器的设计方法。报告中给出了具体的设计方案、 参数选择和实验结果，为其他研究者提供了实用的参考信息。
技术报告C
该报告针对基于SPWM的移相全桥高频链逆变器的控制策略进行了深入研究。报告中提 出了几种先进的控制方法，并通过实验验证了其有效性。
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THANKS
参数优化
实验结果表明，逆变器的效率与调制度、负载阻抗 等因素有关，需要在实验中进行优化。
应用前景
基于spwpm的移相全桥高频链逆变器在新 能源、电力传动等领域具有广泛的应用前景 ，具有重要的实用价值。
05
基于spwpm的移相全桥 高频链逆变器的应用前景
与挑战
基于spwpm的移相全桥高频链逆变器的应用前景
移相全桥高频链逆变器的特点
高频化
移相全桥高频链逆变器采用高频变压 器，可以实现高频隔离和变压，从而 减小了变压器的体积和重量。
基于LCL滤波SPWPM高频链式矩阵变换器控制策略
Ｃ ｏｇ ｉ ０ பைடு நூலகம்４， ｈｎ ； ． ｉｇ ｉ ｏ ｅ Ｓｐ ｌ Ｃ ｍ ａｙ ｉｇ ｉ ５ ０ １ ｈｎ ） ｈｎｑｎ ４０ ４ Ｃ ｉａ ２ Ｘｎｔ ｗ ｒ ｕ ｐ ｏ ｐｎ ，Ｘｎｔ ４ ０ ，Ｃ ｉａ ｇ ａＰ ｙ ａ０
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调 ， 复为 常规 的 Ｓ ＷＭ 波 形 。对前 级 高频 逆 变桥 工作 于 Ｓ ｗＭ 和 Ｓ ＷＰ 两种 工 作模 式的 输 出 恢 Ｐ Ｐ Ｐ Ｍ 波形 进行 了数 学分析 ， 明 了 ＳＷＰ 波 形 中合 有 Ｓ ｗＭ 波 的全 部 信 息 ， 不含 调 制 波 的频 率成 证 Ｐ Ｍ Ｐ 但 分。因此更便 于高频变压器进行能量传输。采用 Ｌ Ｌ三阶滤波器， 常规 Ｌ Ｃ 较 ｃ滤波器更能在 高频
ADRPI软开关技术在逆变器中的应用研究的开题报告
ADRPI软开关技术在逆变器中的应用研究的开题报告1. 研究背景和意义逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的电力变换器，广泛应用于太阳能发电、电动汽车、风力发电等领域中。
传统的逆变器中，开关管工作时的开关跳变会产生大量的高频噪声，导致电磁干扰等问题，同时开关管损耗也较大，限制了逆变器的功率密度和效率。
ADRPI软开关技术可以有效解决这些问题，在逆变器中得到了广泛应用。
因此，研究ADRPI软开关技术在逆变器中的应用，对于提高逆变器的效率和可靠性具有重要意义。
2. 研究内容和目标本研究旨在探究ADRPI软开关技术在逆变器中的原理和特点，深入分析ADRPI软开关技术的优点和不足，并通过实验验证ADRPI软开关技术在逆变器中的可行性和效果。
具体内容包括：(1) ADRPI软开关技术的原理和特点；(2) ADRPI软开关技术在逆变器中的应用；(3) 对比实验，验证ADRPI软开关技术在逆变器中的性能表现；(4) 分析ADRPI软开关技术在逆变器中的优缺点。
3. 研究方法和计划本研究将采用文献综述和实验研究相结合的方法进行。
具体计划包括：(1) 文献综述部分：a. 收集ADRPI软开关技术的相关文献，了解其原理和应用；b. 收集逆变器的相关文献，了解其工作原理和实现方法；c. 将ADRPI软开关技术应用于逆变器中的研究进行分析和整理。
(2) 实验研究部分：a. 搭建实验平台，包括硬件和软件部分；b. 进行对比实验，分别测试采用ADRPI软开关技术和传统开关技术的逆变器的性能表现；c. 对比测试结果，分析ADRPI软开关技术在逆变器中的优缺点。
4. 预期成果和意义通过本研究，预计可以得到以下成果：(1) 深入了解ADRPI软开关技术在逆变器中的原理和特点；(2) 验证ADRPI软开关技术在逆变器中的可行性和效果，分析其优缺点；(3) 对比测试结果，证明ADRPI软开关技术可以有效提高逆变器的效率和可靠性。
这些成果可以为逆变器的设计、制造和应用提供参考，促进逆变器技术的发展和进步。
基于SPWPM的移相全桥高频链逆变器研究
介绍国内外关于移相全桥高频链逆变器的研究现状和发展趋势，包括关键技术、研究热点、最新成果等。
国内外研究现状
分析当前研究中存在的技术瓶颈和挑战，如高频开关切换、磁元件设计、控制策略优化等问题，以及解决这些问题可能面临的困难和挑战。
技术瓶颈与挑战
研究现状与发展
研究内容
明确研究的主要内容和目标，包括基于spwpm的移相全桥高频链逆变器的电路设计、控制策略研究、实验验证等方面。
研究方法
介绍研究过程中采用的方法和技术手段，如数学建模、仿真分析、实验测试等，以及具体实施步骤和时间安排。
研究内容与方法
02
基于spwpm的移相全桥高频链逆变器概述
VS
利用调制波和载波信号相交产生PWM信号，控制逆变器的开关状态，生成具有所需波形和电压幅值的交流电源。
SPWM控制芯片
采用专用SPWM控制芯片或单片机实现，可实现高精度、高稳定度的SPWM控制。
03
基于spwpm的移相全桥高频链逆变器控制策略研究
移相全桥高频链逆变器结构
移相全桥高频链逆变器工作原理
控制策略设计方法
控制策略设计
采用DSP实现数字控制，通过编写控制程序实现控制算法。
控制算法实现方法
采用MATLAB对控制算法进行仿真和调试，确保算法的正确性。
控制算法调试工具
通过实验验证和优化控制算法，提高逆变器的性能。
SPWM（Sinus…
spwpm技术原理
移相全桥高频链逆变器由4个开关管和一个隔离变压器组成，通过改变开关管的开关状态，实现逆变器的开关操作。
通过高频变压器将逆变器输出的电压进行隔离和变压，以实现安全可靠的电能输出。
移相全桥高频链逆变括4个开关管、一个隔离变压器、一个滤波器以及相应的控制电路。
基于软开关技术高频开关电源的研究的开题报告
基于软开关技术高频开关电源的研究的开题报告一、选题背景随着电子设备的发展，高频开关电源作为现代电子设备的一种新型电源，由于其具有体积小、效率高、质量轻等优点，已经成为不可或缺的电源之一。
然而，传统的开关电源使用硬开关技术，会引起频繁的开关损耗和较高的噪音水平，影响电源的稳定性和可靠性。
为了提高电源的稳定性和可靠性，降低系统噪音水平，软开关技术被引入到高频开关电源中。
因此，基于软开关技术的高频开关电源的研究具有重要的理论和应用价值。
本研究旨在研究软开关技术在高频开关电源中的应用及其相关机理，提高电源的效率和稳定性，同时降低系统噪音水平，为现代电子设备的发展提供有力的支持和保障。
二、研究内容及方法本研究主要包括以下内容：1、软开关技术的原理及其在高频开关电源中的应用。
2、高频开关电源的设计方法和优化策略。
3、软开关技术对高频开关电源效率和稳定性的影响。
4、软开关技术对高频开关电源噪音水平的影响及其降噪策略。
5、软开关技术在实际应用中的研究和应用前景。
本研究采用理论分析和实验研究相结合的方法，通过对软开关技术的理论分析和实际应用研究，探究其在高频开关电源中的应用和优化方法。
三、研究意义和预期目标本研究的意义在于通过对软开关技术在高频开关电源中的应用和优化研究，提高电源的效率和稳定性，降低系统噪音水平，为现代电子设备的发展提供有力支持和保障。
同时，为提高国内电源领域的科研水平做出贡献。
预期目标为：研究软开关技术在高频开关电源中的应用机理，设计并优化高效稳定的软开关高频开关电源电路；通过实验验证软开关技术在高频开关电源中的效果，提高电源效能，降低噪音水平；探究软开关技术在实际应用中的研究和应用前景。
四、研究计划第一年：理论研究及软开关高频开关电源电路设计和优化；第二年：实验验证软开关技术在高频开关电源中的效果；第三年：总结归纳软开关技术在高频开关电源中的应用及其研究前景。
五、参考文献1. 王伟. 电子电路原理及其应用教程. 2版. 北京:高等教育出版社,2014.2. 林录福, 刘嘉禾. 应用高频软开关电源技术的电路设计. 电子设计工程, 2013(12):166-168.3. 韩洋. 高频开关电源设计. 北京: 北京燕山出版社, 2016.4. 张文昌, 吴金印, 黄磊. 基于软开关技术的现代高效电源设计. 电源技术, 2007(3):42-47.5. 胡平. 高频开关电源的应用和发展前景. 互联网技术应用,2010(2):103-107.。
基于单极性SPWM控制的并网逆变器的研究
定稿日期：2010-06-25作者简介：孙继健（1985－），女，河北廊坊人，硕士研究生，研究方向为新能源并网技术。
1引言逆变器做为太阳能电池阵列与交流配电系统间进行能量变换的中间环节，其安全性、可靠性、逆变效率、制造成本等因素，对光伏发电系统的整体经济效益具有重要作用[1]。
因此，高质量逆变电源已成为电源技术的重要研究对象。
逆变器中最成熟的全桥逆变器，其控制方式分为双极性和单极性两种，与前者比较，后者具有损耗低、电磁干扰小、开关谐波小等优点[2]。
由于积分作用的影响，普通单极性控制的逆变器会存在过零点附近的振荡，而单极性倍频控制在抑制过零点振荡方面有一定优势，基本可做到过零点的平滑过渡。
为提高逆变器的输出波形质量，对比分析了单极性的两种调试方式，分析过零点附近振荡产生的原因，并给出相应的仿真和实验验证。
2电路拓扑及调制方式图1示出单极性SPWM 光伏并网逆变器的主电路拓扑，由全桥4个开关管组成的2路桥臂、滤波器、光伏电池、电网构成。
单极性调制方式分为普通单极性和单极性倍频两种。
2.1普通单极性调制方式的工作原理图2示出普通单极性调制原理。
在u r 正半周期，VQ 1导通，此时VQ 2关断，VQ 3，VQ 4高频互补工作，当u r ＞u c 时，VQ 4导通，基于单极性SPWM 控制的并网逆变器的研究孙继健，肖岚（南京航空航天大学，自动化学院，江苏南京210016）摘要：光伏并网发电技术已经成为新能源利用的一个重要方向，并网逆变器是光伏系统的核心部件，因此高质量逆变电源成为研究的重点。
单极性并网逆变器相对于双极性并网逆变器损耗低、谐波小、电磁干扰小，因此更适合用于并网逆变控制。
这里分别介绍了两种单极性调制原理，并通过谐波关系图和仿真验证了单极性倍频控制下进网电流具有较小的THD ，同时详细分析了普通单极性控制下进网电流过零畸变的原因。
关键词：并网逆变器；谐波；过零畸变中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000-100X （2011）01-0071-03Research on Grid -connected Inverter Based on Unipolar SPWM ControlSUN Ji -jian ，XIAO Lan（Nanjing University of Aeronautics &Astronautics ，Nanjing 210016，China ）Abstract ：PV grid -connected power generation is the trend at present in the world ，and the grid -connected inverter is core part of PV power generation system ，so high quality inverter is important.The unipolar spwm converter has lower loss ，lower harmonics and lower EMI than bipolar spwm inverter.So unipolar spwm control is fit to be used in grid -connected control.Two control methods are studied.According to the harmonics graph and simulation ，the grid -connect -ed current of unipolar SPWM control has lower THD.The oscillation reason of grid -connected current based on bipolar SPWM control occurring on the zero point of sine wave is analyzed in details.Keywords ：grid -connected inverter ；harmonics ；distortion on the zero point71VQ 3关断；当u r ＜u c 时，VQ 4关断，VQ 3导通；在u r 的负半周期，VQ 1关断，VQ 2导通，VQ 3，VQ 4高频互补动作，当u r ＞u c ，VQ 3导通，VQ 4关断；当u r ＜u c 时，VQ 3关断，VQ 4导通。
基于SPWM控制的正弦波逆变器的研究与设计_张彦兵
波在相应区间内的面积相等。如图 2 所示。通过改变调制波的频 率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。
图 1 系统设计框图 系 统 中 DC 升 压 部 分 的 设 计 ，采 用 有 体 积 小 、低 耗 能 ，兼 具 电气隔离作用，宽输入的电压范围等诸多优点的反激式变换器。 DC－AC 部 分 ，采 用 全 桥 电 路 ，相 比 于 半 桥 电 路 ，不 仅 具 有 更 高 的 功 率 驱 动 能 力 ，而 且 控 制 方 案 灵 活 多 变 ，为 SPWM 的 设 计 提 供 了 硬 件 基 础 。 主 控 板 选 用 一 款 16 位 的 芯 片 ， 该 款 芯 片 具 有 PWM、AD、PIT、SCI、SPI、CAN 总线等诸多模块。 调试软件界面 操作简单，能够满足该系统的设计应用。 2 SPWM 2．1 SPWM 原理 SPWM（Sinusoidal PWM）法是一种使用较广泛的 PWM 调 制方法，基于采样控制理论中的一个结论：冲量相等而形状不同 的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。 SPWM 法就是以该结论为理论基础， 用脉冲宽度按正弦规 律变化的等效于正弦波等幅 PWM 波形， 控 制 逆 变 电 路 中 开 关 器件的通断， 使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦
示波器：Tektronix TPS2012 ×1
直流电源：SK1731SL2A ×1
万用表：VC9205 ×1
5．2 检测方案及结果
1）用示波器测量 H 桥 SPWM 驱动波形，测试结果如图 9 所
示。
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144
机载蓄电池地面维护系统自检方法研究
表 3 维护过程中实时自检结果表
3．3 定期计量实验结果 在使用过程中，通过定期对维护系统进行计量，以保证维护
高频链逆变技术发展综述高频链逆变技术发展综述
高频链逆变技术发展综述孙向东，钟彦儒(西安理工大学，陕西西安710048）??? 摘? 要：对高频链逆变技术进行了归纳分类，并分析了各自电路拓扑的特点，同时提出了其在未来的发展趋势。
关键词：高频链；逆变技术；发展趋势1引言随着高频链逆变技术的不断发展，它的应用范围日益广泛。
首先，电信、航空航天、军事等领域，常常要求供电装置重量轻、体积小、功率密度大和可靠性高；其次，随着石油、煤和天然气等矿产能源的不断消耗以及环境污染等问题，使用蓄电池、太阳能电池等作为能源的混合型电动汽车驱动系统日益成为研究热点，效率和体积是它的首要考虑因素；另外，在建筑行业，常常使用振动棒进行均匀混合浇注混凝土，这也要求振动棒供电装置体积小、重量轻、使用安全和可靠性高等；以及UPS技术的日益兴起和广泛应用……。
考虑到以上各种供电装置和负载之间都要解决安全与匹配问题，因此常常需要加隔离变压器。
针对上述要求，需要研究具有隔离变压器的逆变器电路拓扑。
高频链逆变技术正是在这种情况下蓬勃发展起来的。
所谓高频链逆变技术就是采用高频脉冲变压器替代低频变压器传输能量，并实现变流装置的一、二次侧电源之间的电气隔离。
从不同角度看高频链逆变器，可以有不同的划分形式。
按负载相数可分为单相和三相；按功率流动方向可分为双向和单向两种形式；按电路工作机理分为PWM方式和谐振方式两种类型；按功率变换器的类型可分为电压源（Voltagemode或Buckmode）和电流源（Currentmode或Buck boostmode）两种；按电路拓扑结构又可分为AC/AC变换型、DC/DC变换型（DC/HFAC/DC/LFAC）和周波变流型（Cycloconvertertype）。
下面以最后一种划分方法分别进行讨论。
2高频链逆变技术分类2.1AC/AC变换型1973年，由Bedford首先提出高频链（HFlink）转换器的思想[1]，接着由Gyugui 和Pelly进行了深入发展。
一种单极倍频电压型SPWM软开关DCAC逆变器的设计
一种单极倍频电压型SPWM 软开关DCAC 逆变器的设计一种单极倍频电压型SPWM软开关DC/AC逆变器的设计刘先刚1，朱忠尼2，郑锋3(1空军雷达学院研究生四队，湖北武汉 430019)(2空军雷达学院机电工程系，湖北武汉 430019)(3部队，辽宁大连 116023)1 引言目前，PWM功率变换技术得到了广泛的应用。
对于工作在硬开关状态下的PWM 逆变器，由于其开关损耗大，并且产生严重EMI，难以满足开关电源高频化、绿色化的要求。
为克服硬开关的不足，软开关技术得到迅速的发展，特别是DC/DC变换器移相软开关技术已趋于成熟。
但对于DC/AC变换器，由于考虑其输出波形质量等因素，目前，还没有真正意义上的软开关产品出现。
虽然也出现过一些DC/AC变换器拓扑和软开关控制技术[1][2][3]，但这些方法还不能真正走向实用。
文献[4]介绍了用谐振电路实现软开关，是一种比较好的方法，然而这一技术需要跟踪电路中的电压和电流，在电压和电流过零处实现软开关，这必然使电路变得复杂。
为较好地解决这一难题，文献[5]介绍了利用电感换流的非谐振软开关PWM技术，然而这一技术只适用于双极性电压控制的DC/AC变换器电路。
在分析文献[5]的基础上，本文设计出了一种适用单极倍频SPWM[6]软开关DC/AC变换器电路。
2 单极倍频SPWM软开关DC/AC变换器主电路2.1 主电路结构图1所示为新型单极倍频SPWM软开关DC/AC逆变器主电路原理图。
图2为其主要工作波形。
该电路在硬开关SPWMDC/AC逆变器的基础上添加了电容C1，C2，C3，C4，Cr1，Cr2，CE1，CE2电感Lr1，Lr2，其中电容C1=C2=C3=C4，Cr1=Cr2，电感Lr1=Lr2，大容量电解电容CE1=CE2视为恒压源。
这些元件为电路中的4只功率管实现零电压开关(ZVS)创造了条件。
.2 软开关的实现原理单极倍频SPWM软开关DC/AC变换器主电路输出电压，在正半周只有正脉冲电压，在负半周只有负脉冲电压。
高频链软开关并联逆变器的研究的开题报告
高频链软开关并联逆变器的研究的开题报告一、研究背景和意义逆变器是电力电子技术的重要应用，其在新能源发电、UPS电源、频率变换和直流供电等领域得到广泛应用。
软开关技术和并联技术是提高逆变器效率、减小开关损耗和提高系统可靠性的重要手段。
高频链软开关并联逆变器是一种新型逆变器，采用高频链电感和软开关电路，结合并联技术，能够大幅提高系统效率和可靠性。
该技术具有诸多优点，如高效率、低损耗、低噪音、抗干扰能力强等，适用于各种电力电子领域，对推动我国电力电子技术的发展和提升我国物资制造业水平具有重要意义。
二、研究内容和方法本研究旨在研究高频链软开关并联逆变器技术，内容包括：1. 理论分析和建模：通过建立逆变器电路模型和电磁场模型，分析其工作原理及特性，阐述软开关技术和并联技术的优点和作用。
2. 功率器件研究：针对高频链软开关电路，研究适合高频开关的功率器件，从压降、开关速度、反向恢复时间等方面进行优化。
3. 频率控制与控制策略：研究高频链软开关并联逆变器的控制策略及频率控制，以实现高效率、高可靠性的运行。
4. 实验验证：基于开发板及实验室设备，进行实验验证和效果评估，分析实验结果，确定并验证高频链软开关并联逆变器技术的可行性和优越性。
研究方法主要包括理论分析、电路设计、仿真模拟、器件选型、控制策略研究和实验测试。
三、预期成果和意义本研究将研究高频链软开关并联逆变器技术的理论特性、功率器件、控制策略及实验验证，预期取得以下成果：1. 研究高频链软开关并联逆变器技术的理论基础，阐述其工作原理及特点，并分析其在电力电子领域的实际应用。
2. 优化设计高频链软开关并联逆变器的功率器件，提高系统效率和可靠性。
3. 研究并提出高频链软开关并联逆变器的控制策略和频率控制方法，实现高效率、高可靠性的运行。
4. 开展实验验证，评估高频链软开关并联逆变器技术的实际效果和可行性。
本研究的成果将推动我国电力电子领域的技术进步，提升我国电力电子产业的竞争力和市场份额，具有重要的经济和社会性意义。