解决高频脉冲逆变器中电压过冲和实现变换器软换流问题

t=t6～t7：t6时刻uDS2及uDS3下降到零,然后，i1经VD2及VD3续流，变压器原边漏感能量和交流侧能量均回馈到直流电源，如图3(f)所示。t7时刻，S2及S3零电压开通。t7时刻以后的半个开关周期工作过程与前半个开关周期相似。

3 仿真与原理试验

设计实例：全桥全波式电路拓扑，双极性移相控制策略，额定容量S=1kVA，输入电压(直流)Ui=270(1±10％)V，输出电压(交流)Uo=115V，输出电压频率fo=400Hz，负载功率因数－0.75～0.75，开关频率fs=50kHz，匝比N1/N2=22/22，滤波电感Lf=1mH，滤波电容Cf=4.7μF/250V。

3.1 仿真结果与讨论

不同输入电压、不同负载时的稳态仿真波形，如图4所示。图4(e)中，uGS1、uGS2、uGE5、uGE7分别为功率开关S1、S2、S5、S7的驱动信号。滤波器前端电压uDC为三电平双极性SPWM波；功率开关S1～S4实现了ZVS，功率开关S5～S8实现了ZCS；逆变器具有良好的负载适应能力和稳压性能。仿真结果与理论分析一致。

3.2 试验结果与讨论

1kVADC270V/AC115V400Hz双极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器由功率电路、控制电路、机内辅助电源3大部分构成。控制电路主要由基准正弦波电路、误差放大电路、电感电流极性判断电路、控制信号产生电路(2片UC3879移相控制芯片)和驱动电路等组成。开关S1～S4选用IRFP460MOSFET(20A/500V)，开关S5～S8选用HGTG10N120BNDIGBT(35A/1200V)，驱动电路选用A3120芯片。

原理试验波形如图5所示。在输出滤波电感电流过零点附近，输出电压波形存在畸变，这是由周波变换器引入了电流极性选择信号所导致。试验结果证实了这类逆变器的可行性。

1)高频脉冲交流环节逆变器拓扑族，包括推挽全波式等6种电路。

2)借助周波变换器换流重叠和输出滤波电感电流极性选择，双极性移相控制策略实现了变压器漏感能量和滤波电感电流的自然换流，解决了固有的电压过冲和环流现象，实现了逆变桥ZVS开关和周波变换器ZCS开关。

3)仿真与原理试验结果均证实了这种移相控制策略的可行性和理论分析的正确性。