[发明专利]一种单级ZVS型推挽式高频环节DC/AC变换器

说明书

本发明公开了一种单级ZVS型推挽式高频环节DC/AC变换器，其结构包括：输入直流电压源U_in；高频隔离变压器Tr；第一、第二和第三功率管S₁、S₂与S₃；周波变换器及LC滤波电路。采用提出的PWM开关控制策略，第一、二功率管S₁、S₂很容易实现ZVS开通，第三功率管S₃在变压器漏感能量足够的条件下实现ZVS开通；变压器副边功率管很容易实现ZVS换流，有效的减小了开关损耗，提高了变换器的工作效率。这种变换器主要适用于需要隔离的中低压输入场合。

技术领域

本发明涉及一种将直流电变换为交流电的DC/AC变换器，尤其是涉及一种单级ZVS型推挽式高频环节DC/AC变换器，属于电力电子变换器领域。

背景技术

传统的逆变器具有结构简单、技术成熟、性能可靠等优点，但也存在体积笨重、低频噪声严重、负载动态响应差等不足之处。随着电力电子技术的发展，对逆变器的要求是体积小、重量轻、噪声低、响应快等等，为此出现了高频环节DC/AC变换技术以提高逆变器的性能。目前，高频环节DC/AC变换技术主要可分为直流变换器型高频环节DC/AC变换器与周波变换器型高频环节DC/AC变换器两大类：前一类直流变换器型包括“DC/HFAC/DC/AC”的三级变换结构，变换级数与结构相对复杂，三级能量传输的方式导致变换效率不高；后一类周波变换器型则包括“DC/HFAC/AC”两级的功率传输结构，结构相对简单，功率可双向传输，两级的能量传输方式使得其变换效率得到很大的提高，为此后一类DC/AC变换器得到了广泛的研究与应用。

周波变换器型高频环节DC/AC变换器是先将输入直流电压调制成高频脉冲交流电压，高频脉冲交流电压再经过高频变压器进行电压匹配与电气隔离，再经周波变换器解调成低频交流脉冲电压，最后经LC滤波电路滤波后得到正弦交流电。但是采用传统PWM控制的周波变换器存在器件换流时电压过冲及EMI等问题。针对这个问题，目前主要做法有采用有源箝位电路吸收漏感中的能量以减小功率开关管上的电压尖峰；采用串联谐振技术以实现功率管的ZVS或ZCS；采用周波变换器的换流重叠单极性、双极性移相控制策略等等；这些方法可以较好的解决电压过冲、开关损耗及EMI等问题，但同时也增加了电路及控制的复杂性。为此，研究一种电路结构简单，同时其功率管可以实现软开关的高频环节DC/AC变换器具有重大意义。

发明内容

本发明针对背景技术中高频环节DC/AC变换器中存在的问题而提出了一种结构简单，变换效率高，具有隔离效果的一种单级ZVS型推挽式高频环节DC/AC变换器。