IZCT-ARCP ZVT軟開關(guān)變流器的研究.pdf

1、軟開關(guān)技術(shù)，對于降低損耗、提高開關(guān)頻率、簡化散熱設(shè)計、減小電磁干擾、提高系統(tǒng)可靠性都有一些優(yōu)勢。隨著技術(shù)的進(jìn)步，功率等級的提高和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，軟開關(guān)變流器將逐漸成為變流技術(shù)發(fā)展的重要方向，并得到越來越廣泛的應(yīng)用。適用于PWM變流器的軟開關(guān)技術(shù)基本上可以歸納為兩大類:直流側(cè)諧振型和極諧振型。直流側(cè)諧振型軟開關(guān)變流器一般需要在主電路中串聯(lián)整個或部分諧振回路，通態(tài)損耗較大;其次，由于三相橋臂同時獲得軟開關(guān)條件，PWM調(diào)制策略需要修改，輔助諧

2、振回路的控制時序一般較為復(fù)雜;此外，有部分直流側(cè)諧振型軟開關(guān)變流器還會增加功率器件電壓應(yīng)力。而極諧振型軟開關(guān)技術(shù)則剛好彌補(bǔ)了以上問題，更適合現(xiàn)代大功率變流器。本文在考慮非理想器件和線路雜散參數(shù)的影響下，針對IZCT和ARCP ZVT極諧振型軟開關(guān)變流器，進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，建立了損耗計算模型，提出了一些改進(jìn)方法和設(shè)計建議，并通過試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　首先，研究了考慮二極管反向恢復(fù)時的IZCT型軟開關(guān)變流器的諧振過程，給出了相應(yīng)的

3、諧振狀態(tài)方程，從理論上分析了二極管反向恢復(fù)對各階段諧振過程的影響，指出二極管反向恢復(fù)是造成IZCT型軟開關(guān)變流器損耗增加的主要原因，并通過試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　其次，研究了二極管反向恢復(fù)產(chǎn)生的機(jī)理，分析了軟開關(guān)諧振參數(shù)對二極管反向恢復(fù)過程的影響。介紹了影響二極管反向恢復(fù)的重要參數(shù)——載流子壽命的提取方法，基于此參數(shù)，建立了IZCT軟開關(guān)過程中四次關(guān)鍵的二極管反向恢復(fù)剩余載流子數(shù)量計算模型，計算結(jié)果與實(shí)測值基本吻合?；诙O管反向恢

4、復(fù)時剩余載流子數(shù)量及電荷控制方程，重構(gòu)了線性化的二極管反向恢復(fù)電流、電壓波形，建立了相應(yīng)的反向恢復(fù)損耗計算模型，模型計算得到的損耗數(shù)據(jù)與實(shí)測結(jié)果相符，、驗(yàn)證了模型的正確性。
　　第三，建立了IZCT型軟開關(guān)變流器的總損耗模型，在不同諧振參數(shù)下進(jìn)行了仿真分析和試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了模型的正確性。根據(jù)模型，可以對軟開關(guān)變流器中關(guān)鍵參數(shù)和器件進(jìn)行選取。提出了減小軟開通過程中主橋臂功率器件開通損耗的新型控制方法，通過改變軟關(guān)斷過程中主橋臂功率器