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2024年1月电工技术学报Vol.39No.2
第39卷第2期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYJan.2024
DOI:10.19595/ki.1000-6753.tces.221944
新型并联谐振直流环节软开关逆变器
改进调制策略
11211
李思杨明马宇宋天佑徐殿国
(1.哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001
2.北京机械设备研究所北京100854)
摘要针对新型并联谐振直流环节软开关逆变器的辅助电路运行过程中电流应力高、导通损
耗大的问题,提出一种基于不连续的脉冲宽度调制且采用斜率正负交替锯齿载波的改进调制策略。
与原调制策略相比,首先,该文所提调制策略在保留辅助电路动作频率最小化优点的基础上,不
仅实现了全部开关管的软开关,而且将第二辅助开关管的电流应力降为谐振电流峰值。然后,通
过合理的参数设计,进一步降低辅助电路电流应力,从而减少辅助电路损耗。然后,根据所提调
制策略分析工作原理、对比不同文献、规划参数设计、进行损耗分析。最后,使用SiCMOSFET
制作一台5kW/40kHz通用样机,通过实验验证所提调制策略对原拓扑效率提升与电流应力降低
的有效性。
关键词:并联谐振直流环节辅助电路调制策略电流应力导通损耗
中图分类号:TM464
器[3];也可按照主逆变电路拓扑结构的不同划分为
0引言两电平软开关逆变器与三电平软开关逆变器[7];还
高效率、高功率密度一直以来都是电力电子逆可按照辅助电路位置的不同划分为辅助谐振换流极
变器研究人员所追寻的目标。特别是,随着以SiC型软开关逆变器(AuxiliaryResonantCommutated
MOSFET为代表的宽禁带器件的出现,与Si基器件PoleSoft-switchingInverter,ARCPSI)[4,8]和谐振直
相比,其拥有更快的开关速度、更高的结温以及更流环节型软开关逆变器(ResonantDCLinkSoft-
高的电压等级,更加助力于上述目标的实现[1]。在switchingInverter,RDCLSI)[9-16]。考虑到软开关效
这些优点中,宽禁带器件开关速度的提升是减少其果及主逆变电路拓扑结构应用的普遍性,本文选取
开关损耗、提高其开关频率的关键,但也带来了严依据辅助电路位置分类的方式,介绍软开关逆变器。
重的电磁干扰问题[2],同时当开关频率提高到一定ARCPSI的每相桥臂均拥有各自独立的辅助电
程度时,开关损耗亦会大幅提升。软开关逆变技术路,其位于直流母线与交流电输出点之间,特点是
的提出,为实现高频化下宽禁带逆变器的高效、高控制独立、易于应用多种脉冲宽度调制(PulseWidth
功率密度提供了一条切实可行的道路,并在电机驱Modulation,PWM)策略,辅助元器件数量较多,
[3-4][5][6]更适用于硬件成本不敏感且可靠性要求较高的
动、并网逆变器以及无线电能传输等领域取
得了成功应用。50kW以上大功率应用场合。而在20kW以下的中
经过几十年的研发
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