逆变电源的现状

电源是节约能源的重要环节，逆变技术在节约能源的同时还能改善和提高抗电磁干扰的能力，减少谐波的污染随着高性能的DSP控制器的出现，逆变电源的全数字控制成为现实

电源变换技术的发展是以现代微电子技术和电力电子技术的发展为前提的,依托现代的电力电子器件及推陈出新的电子线路,伴随日益提高的生产应用需求而发展。单就A C 一A C 变换而言,原始的由电动机一发电机组成的机组变频设备,因体积大、效率低、性能差,已基本被淘汰,7 0 年代兴起的采用可控硅变频的装置也因其自身的缺点正在被现代的全控型器件组成的变换装置所取代。由于新型的电力电子器件不断涌现,不断成熟,加之新型的脉宽调制电路、双零开关谐振电路的不断完善,新型的电源变换技术获得了越来越广泛的应用新型电源变换装置也正向大功率、小体积、高频率、高可靠和模块化、数字化、智能化的方向发展

2电源与电源技术的现状

2.1国内外电源的发展

国外电源的发展大致经历了4代：第一代为直流电机电源，耗能大效率低；第二代为"自藕+硅整流"式直流电源，使用自藕变压器调节输入电压，再由大功率硅整流管整流，效率较低精度纹波等技术指标差；第三代为可控硅电源，效率较高功率范围宽，是目前广泛使用的电源；第四代为开关型直流电源，体积小，精度纹波系数高可靠性高，是未来直流电机驱动和电镀电解行业的主体电源。我国的电源产业起步于1949年，历经几个发展阶段，已经发展到各行各业，如机械邮电铁路电子军工系统等都有电源开发与生产，还有大量国外产品公司进入我国，竞争逐步加剧随着电子技术的发展，电子设备已由原来的静止独立系统发展为便携式综合系统作为电子设备必不可少的供电电源部分，也由集中式供电方式发展为分布式供电方式，向着高效化，小型化，数字化，绿化等方向发展

2.2电源技术的现状

当前在电源产业与电源相关的技术有：高频变换技术功率转换技术数字化控制技术全谐振高频软开关变换技术同步整流技术高度智能化技术，以及诸多的电磁兼容相关技术各种形式的功率因数校正技术各种保护技术并联均流控制技术脉宽调制技术各种变频调速技术各种智能监测技术各种智能化充电技术微机控制技术各种集成化技术网络技术各种形式的驱动技术和先进的工艺技术等[4]在PWM（DC/DC）转换方面，能够提高有源模式效率的软开关和谐振模式拓扑正越来越受欢迎PWM开关电源按硬开关模式工作，但开关损耗大为此，必须研究零电压开关(ZVS)零电流开关(ZCS)技术，或称软开关技术软开关逆变技术研究的重要目的之一是实现PWM软开关技术，使它既能保持原来的优点，又能实现软开关工作小功率软开关电源的效率可提高到80%~85%，我国已将最新软开关技术应用于6kW通信电源中，效率达93ZVS适合用于全桥主电路的控制，与传统的全桥移相控制相比，此法用较少引脚封装，降低了系统的复杂性，不但具有同样的转换效率，而且能改善过流和轻载性

4电源技术的典型应用

电源变换包括两个技术方向：一是交流电源转换为直流电源的技术；二是直流电源转换为交流电源的技术，其变换装置被称为逆变器由于交流电源的各种优点，使它成为绝大多数用电设备的统一用电形式因此，电源变换技术主要是指将直流电源转换为交流电源的逆变技术，使各种不同形式的电能适应于要求使用统一电源电压的各种用电设备，以及用于并网传输与灵活分配电源[] 现今逆变电源有偏电压脉冲电压周期间断或周期换向电流交直流迭加等非常规直流电源；常用的特殊电源波形有：直流单向脉冲交流迭加直流间断电等，用的最广泛的为直流单向脉冲技术，即IGBT逆变电源

4.1逆变系统的基本结构

逆变电路中，除了逆变电路和控制电路之外，还要有保护电路辅助电源输入电路输出电路等等，如图1所示下面简单介绍各个部分：图1逆变系统结构图[6]输入电路逆变主电路输入为直流电，根据所输入的电流的特点，输入电路包括整流电路，滤波电路和EMI对策电路输出电路输出电路一般都包括输出滤波电路和EMI对策电路，对直流输出的逆变系统还包括输出整流电路对隔离式逆变器，在输出电路的前面还有逆变变压器对于开环控制的逆变系统，输出量不用反馈到控制电路，而对于闭环控制逆变系统，输出量还要反馈到控制电路控制电路控制电路的功能是按要求产生和调节一系列的控制脉冲来控制逆变开关管的一导通和关断，从而配合逆变电路完成逆变功能包括数字PID控制无差拍控制数字滑变结构控制模糊控制神经网络控制等等，现在用得最多的是SPWM控制技术，即对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或者其他所需要的波形辅助电源和保护电路辅助电源的功能是将逆变器的输入电压变换成适合控制电路工作的直流电压若是直流输入，则采用DC/DC变换器；若是交流输入，则可以采用工频降压整流线性稳压的方式保护电路主要包括：输入过压欠压保护；输出过压欠压保护；过载保护；过流和短路保护；过热保护逆变主电路逆变主电路就是由逆变开关器件等组成的变换电路，分为非隔离式和隔离式两大类如变频器能量回馈等都是非隔离的，逆变焊接电源通信基础开关电源UPS加热电源等都是隔离式逆变电路隔离式逆变主电路还应包括逆变变压器非隔离式电压变换电路形式有多种，是组成逆变主电路的基本形式，用它们也可以组成各种隔离式逆变主电路

发展趋势

随着更高频率的电源变换技术和器件的发展,变换设备的体积和重量还将进一步减小在短期内,随着谐振开关技术的成熟,即将应用于适当工作频率、功率达数百千瓦的变换器.新型器件如I G B T、G T O 和零电流开关电路技术也趋于成熟.在小功率设备方面,零电压开关电路技术与M o s F E T和集成磁性元件/ 印刷板组装技术相结合,可以做到达JL千瓦的极高功率密度.要进一步小型化,将来需要开发新型的M O S F E T电源开关,而且要将控制电路集成在同一芯片上