单管反激直流斩波器型高频环节逆变器研究

论文摘要

本文在详细论述逆变技术现状与发展的基础上，提出了单管反激直流斩波器型高频环节逆变器拓扑结构。该逆变器电路结构，是由两个相同的、分别输出低频正、负半周单极性脉宽调制电流波的双向反激直流斩波器以差动电路构成，并且在差动斩波器的输出端与输出负载之间接有电容滤波器、在输入直流电源与差动斩波器的输入端之间接有LC滤波器。低频正、负半周单极性脉宽调制电流波经输出滤波电容滤波后，在负载两端可得到正弦交流电压。本文对该逆变器的电路拓扑、输出电压瞬时值反馈控制策略、稳态原理特性、不同负载下的工作模式以及关键电路参数设计准则进行了深入研究，获得了斩波器占空比变化规律、高频储能式变压器电感电流应力、功率开关的电压电流应力等关键电路参数的设计准则和逆变器的外特性曲线。48VDC/220V50HzAC单管反激直流斩波器型高频环节逆变器的理论分析和仿真结果表明，这种逆变器具有电路拓扑简洁、交流负载与输入直流电源高频电气隔离、单级功率变换、双向功率流、控制简单等优点。样机测试结果证实了这类逆变器的正确性与可行性，适用于中小功率应用场合。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 逆变技术的发展与研究现状
• 1.2.1 低频环节逆变技术
• 1.2.2 高频环节逆变技术
• 1.3 本文主要意义和研究内容
• 1.3.1 本文主要意义
• 1.3.2 本文主要研究内容
• 第二章 单管反激直流斩波器型高频环节逆变器电路拓扑与控制策略
• 2.1 引言
• 2.2 电路拓扑
• 2.3 控制策略
• 2.4 本章小结
• 第三章 单管反激直流斩波器型高频环节逆变器稳态原理特性
• 3.1 引言
• 3.2 单管反激直流斩波器型高频环节逆变器技术基础
• 3.2.1 单向 Flyback 变换器
• 3.2.2 双向 Flyback 变换器
• 3.3 单管反激直流斩波器型高频环节逆变器原理特性
• 3.3.1 逆变器在低频输出电压周期内的工作模式
• 3.3.2 高频开关工作过程分析
• 3.3.3 稳态外特性
• 3.4 本章小结
• 第四章 单管反激直流斩波器型高频环节逆变器关键电路参数设计
• 4.1 引言
• 4.2 高频储能式变压器设计
• 4.2.1 变压器匝比
• 4.2.2 变压器原边电感
• 4.2.3 变压器副边电感
• 4.3 输出滤波电容选取
• 4.4 功率开关电压、电流应力
• 4.4.1 功率开关电压应力
• 4.4.2 功率开关电流应力
• 4.5 本章小结
• 第五章 单管反激直流斩波器型高频环节逆变器仿真分析
• 5.1 引言
• 5.2 单管反激直流斩波器型高频环节逆变器的仿真分析
• 5.2.1 设计实例
• 5.2.2 稳态仿真分析
• 5.2.3 动态仿真分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 单管反激直流斩波器型高频环节逆变器设计与样机测试
• 6.1 引言
• 6.2 系统构成与功率电路
• 6.3 控制电路设计
• 6.3.1 基准正弦波发生电路
• 6.3.2 三角波发生电路
• 6.3.3 误差放大电路
• 6.3.4 比较器
• 6.3.5 延时整形电路
• 6.3.6 驱动电路
• 6.3.7 保护电路
• 6.3.8 机内辅助电源
• 6.4 功率电路设计
• 6.4.1 开关频率的选择
• 6.4.2 输出滤波电容
• 6.4.3 高频储能式变压器设计
• 6.4.4 功率开关选择
• 6.5 样机测试结果
• 6.6 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及其在学期间的研究成果和发表的学术论文