论文研究-输出并联型双反激逆变器 .pdf

逆变器是一种电力电子设备，其功能是将直流（DC）电转换为交流（AC）电。逆变器广泛应用于太阳能发电系统、不间断电源（UPS）以及电动汽车等领域。反激电路是一种变压器隔离型直流-直流转换器，其特点是利用变压器的漏感和励磁电感的能量来实现功率的转换。单级式逆变器指的是在转换过程中只需经过一个功率转换级的逆变器，这种设计可减少系统的复杂性，提高效率。 在传统的逆变器拓扑中，通常采用DC/DC直直变换器加上DC/AC逆变器的两级式结构。这种结构能够满足逆变器直流母线电压高于输出电压峰值的需求，以保证逆变器正常工作。然而，当直流母线电压低于所需输出电压的瞬时值时，会导致输出电压波形畸变。为了解决这一问题，设计了一种前级采用反激电路产生馒头波，后级采用换向电路的拓扑结构，这种拓扑可以有效解决逆变器母线电压小于输出瞬时电压值的问题。尽管如此，它仍然采用了两级式结构，增加了系统的体积和重量，也影响了整机效率。 本文提出的输出并联型双反激逆变器是一种新颖的单级式升压逆变器设计。它由两路反激电路组成，这两路电路分别在逆变器的正负半周期中工作，并在负载处并联叠加。这种设计不仅保留了反激电路结构简单、输入输出电气隔离和升降压范围广的特点，而且克服了单端反激电路只能单向输出的缺陷，实现了双向输出，完成了逆变功能。文中还对逆变器的工作原理、控制策略和电路关键参数进行了分析，并通过仿真和实验验证了理论的正确性和实际的可行性。 这种逆变器具有以下特点：结构简单，控制方便，高频电气隔离，满足实际应用要求。它特别适合于直流侧母线电压低于输出电压时正常实现升压逆变的场景。文章中的电路拓扑图展示了一个由两路反激电路组成的并联双反激逆变器。每一路反激电路由输入电压源、变压器、开关、二极管、电阻和电容组成。在正半周期，第一路反激电路工作，产生输出电流的正极性半周；在负半周期，第二路反激电路工作，产生输出电流的负极性半周。两路反激电路在负载处并联叠加，以实现全波输出。 为了使逆变器在各种工作条件下都能保持良好的性能，文章对逆变器的工作原理进行了详尽的分析。控制策略和电路关键参数的分析也是必不可少的，因为它们直接关系到逆变器的效率和稳定性。在控制方面，需要对开关器件的驱动信号进行精确控制，以确保电路在每个周期内正确地切换状态。关键参数，如变压器的匝数比、漏感、电容和电感的大小，都需要通过计算和实验来优化，以获得最佳的逆变器性能。 输出并联型双反激逆变器作为单级式逆变器的一种创新设计，展现出了其在高效率、小体积和简便控制方面的优势。这项技术有望在需要电源逆变和升压的众多应用中得到应用，尤其是那些对体积和效率有严格要求的场合。