高頻直流脈沖環(huán)節(jié)靜止變流器研究

4幾個關鍵問題的討論

(1)高頻脈沖輸出電壓波平均值udo，avg選取

　　DC/AC逆變器DPM控制時，其實質(zhì)就是根據(jù)一定的給定要求將逆變橋輸入的高頻脈沖電壓波udo組合成所需的低頻調(diào)制電壓波uAB，輸出濾波器只是用來濾除組合低頻調(diào)制電壓uAB中的高次諧波，不產(chǎn)生能量，只能暫存一定能量。在組合低頻調(diào)制電壓uAB中，輸出電壓低處脈沖稀疏、輸出電壓峰值處脈沖密集，如圖5所示。脈沖最密集處就是逆變橋輸入

圖5DPM脈沖組合波形

的高頻脈沖全部選送到輸出端，如圖5中t1～t2期間。t1～t2期間，為了確保輸出電壓THD小，應滿足

　　Uom≤UAB，arg=Udo,arg

=Ui2DN2/N1(3)

式（2－3）可作為Udo,avg的設計依據(jù)。

(2)高頻脈沖輸出電壓波占空比2D的選取

相同Udo，avg時，若占空比2D過小，將導致調(diào)制電壓波形UAB稀疏且幅值大，濾波電感電流處于二極管續(xù)流時間長，加大了作為續(xù)流二級管用的功率MOSFET體內(nèi)寄生二級管的電流定額。同時DC/AC逆變橋應采用耐壓更大的功率MOSFET器件，從而有更高的導通電阻和穩(wěn)態(tài)導通損耗。因此，應盡可能增大高頻脈沖輸出電壓波占空比2D。但最大占空比2Dmax受到高頻脈沖波頻率2fs的限制。若2fs、2D均很大，則高頻脈沖電壓波的零電壓時間短暫。過零檢測信號發(fā)出的開關狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號經(jīng)過驅(qū)動電路，存在波形傳輸延時時間和功率器件的開關時間，可能導致DC/AC逆變橋功率器件在udo非零電壓期間發(fā)生開關狀態(tài)轉(zhuǎn)換，未能實現(xiàn)ZVS開關。為了保證功率器件可靠實現(xiàn)ZVS開關，需要一定時間t0，則最大占空比應滿足

2Dmax≤1－t02fs(4)

(3)高頻脈沖輸出電壓波udo過零檢測與控制

　　高頻脈沖輸出電壓波udo過零檢測與控制，是DC/AC逆變橋功率開關實現(xiàn)ZVS的關鍵所在。由于udo與MISSC變換器二個功率開關驅(qū)動信號同步，因此只要將二個功率開關的驅(qū)動信號uGS1、uGS2“或”在一起，經(jīng)反相并由脈沖前沿延時電路延時、整形，便得到了過零檢測信號uP，各信號相位關系如圖6所示。只要延遲時間τ合理，即可保證DC/AC逆變橋功率器件在udo=0期間開關。由此可見，利用udo與功率開關驅(qū)動信號之間的邏輯關系，將驅(qū)動信號加以適當變換，并考慮驅(qū)動電路傳輸延遲時間，獲得過零信號，是一種簡潔實用的方法。

圖6幾個信號之間的相位關系