图2。1 硬开关开通过程 图2。2 硬开关打开过程
图2。3 软开关开通过程 图2。4 软开关关断过程
2。2 典型的软开关电路
软交换技术的发展可以划分为准软开关电路谐振电路和零切换PWM电路的PWM转换电路。其中零电压开关准谐振电路,零电压开关PWM电路和零电压开关PWM电路是由三个软开关电路表示。谐振转换器,准谐振转换器,多谐振转换器,零电压切换脉冲宽度调制变流器,零电流开关的脉冲宽度调制变流器,零电压切换脉冲宽度调制变流器,零电流开关的脉冲宽度调制变频器,零相变速控制电压切换全桥 DC/ DC变换器,技术的零电流过渡相移全桥 DC/ DC转换器和吸收可实现软开关电源钳位。
3 变频器中软开关的应用设计
3。1大功率变频器的特点
1)主电路功率器件上的电流大。如果不考虑高电压的问题,电力变频器装置的输入电压和输出电压额定值为380V的一般为三相交流电压,并在同一低功率,但由于更大的功率,主电路电流较大时,它可以达到几十到几百AA,这给电路拓扑的选择,设计和电路元件制造带来了很多特殊问题。如DC总线设计,缓冲电路设计。
2)功率耗散大。电路散热问题是非常严重的,因为变频器功率大,相对而言,绝对值电路损耗大,因此,变频器的热设计就变得非常重要。如何减少热量和提高散热性,降低热阻是需要认真对待的问题。一般情况下,我们需要采用强迫风冷的措施。论文网
3)高可靠性的要求。由于高功率逆变器主电路元件的成本高,以及马达负载的制造成本,提高自我保护和负载需求的保护也要求很高。因此需要高可靠性的要求。变频器本身的保护包括输入过压,输入欠压,过热系统,过流体系。
3。2 大功率变频器目前的研究特点
1)如果它能够提高基于原来的驱动,这将在电源装置方面以及开关频率上带来很多好处。可以更有效地抑制输出波形,正弦波输出电压和电流的正弦波的低次谐波趋于平缓,大大降低滤波器的尺寸。
2)为了减小开关损耗。开关由于电力变换器的功率器件的损失,同时提高所需的开关损耗,开关频率将变得更为明显,因此,如何减少变频器的开关频率的意思的值绝对开关损失是一个迫切需要解决的问题。
3)在改进传统的硬开关缓冲电路的情况下,在每个臂的开关器件或驱动器需要的缓冲器电路中,当电路需要吸收大电阻器,比如电容器及二极管时,这不仅增加了设备大小和安装难度,且不能节约能源。如何能免除的缓冲电路来保护功率器件的安全运行,也是需要担心的。
4)体积减少和变频器功率器件制造技术提高。大功率变频器,专为功率器件的发展,使相当大体积高功率驱动器占了大容量的散热器。对于一些特殊的应用中,如电动车,电力机车,需要驱动功率大,体积小。这解决了散热器体积的问题。
3。3 大功率软开关变频器的研究目标
1)对于传统的硬开关变频器来说,当该功率器件是绝缘栅双极晶体管(IGBT)时,必须考虑电源的两个最重要的来源:导通损耗和开关损耗。软交换技术可以消除功率器件的开关损耗,这样可以使变频器达到的最大效率。电机在额定速率运行时,变频器的输出功率最大,并且所述变频器的开关损失变小,这是它的低效率的原因。
2)制造成本相对于传统的硬开关转换器的技术,软开关技术可以增加驱动。因为额外辅助谐振电感器和谐振控制辅助开关(功率器件的发生和终止)的控制电路。如果用于高功率变频器,还可以节省一些组件(例如,原来的缓冲电路的每个桥臂和相关联的输出滤波装置等)。此外,电力电子设计和制造技术的发展是电力的价格电子器件越来越低,因此,对于整个变频软开关技术而言,其制造成本也不会显著增加。