MOSFET串联谐振逆变器控制电路的研究

利用分时一相位控制串联谐振逆变器的研究与应用
引言
 感应加热电源利用电磁感应原理，通过感应线圈在被加热的工件中产生涡流，对工件进行加热。

感应加热具有加热速度快，加热效率高，温度易于控制，容易实现自动化等诸多优点，因而在现代工业生产中得到越来越广泛的应用，感应加热技术也日趋成熟。

针对IGBT开关损耗小，通断速度快，工作频率较高，元件容量大且其成本逐渐降低等优点，选用IGBT作为功率开关管。

但是IGBT的开关损耗，尤其是拖尾电流在高频开关工作状态下引起的关断损耗很大，限制工作频率的提高。

目前IGBT的开关频率在零电流开关(ZCS)状态下可工作于100 kHz频率。

采用倍频方式逆变器输出频率可提高2倍，但需要额外的谐振电路，并且频率的提高有限，器件的换流条件也较差，采用IGBT并联分时的控制方法可以提高逆变器的开关频率。

 感应加热电源的调功方法可分为两类：逆变调功和直流调功。

逆变调功的方法目前主要有：脉冲频率调制法(PFM)、脉冲密度调制法(PDM)、脉冲宽度调制法(PWM)、脉冲均匀调制(PSM)等。

直流调功通常采用直流斩波或相控整流来改变逆变器的输入直流电压的大小，从而将逆变器的功率调节转化为对直流电压的调节。

每种调功方式都有各自的优缺点。

相对这些调功方式，相位调功具有控制电路和驱动脉冲简单，稳定工作范围宽，响应速度快和适应性强等优点。

串联谐振逆变电源研究串联谐振感应加热电源在中小功率场合的应用极其广泛.串联谐振电源调功有直流调功和逆变调功两种方式.逆变侧调功方式有:脉冲频率调制,移相调功,脉冲密度调制.脉冲频率调制方式和移相调功方式.功率变化时负载的功率因素和开关频率都会发生改变.在功率很小的情况下,负载功率因数低,电源效率低.为了提高效率,有学者提出了脉冲密度调制方式,即通过调节向负载输出能量的时间比.使负载在一定的时间内自由震荡,达到调节逆变器输出功率的目的.功率变化时,感应加热电源的输出功率的目的,功率变化时,感应加热电源的输出功率因数不发生改变,始终接近1.开关损耗小、电源效率高。

但是这种调功方式电路实现复杂。

针对这个缺点，本文提出了时间分割法调制功率调节方式。

时间分割法调制可以确保逆变器电源工作在定频和定压状态。

而且实现简单、使用简单的模拟电路就可以实现。

为了实现频率自动跟踪。

本文给出了一种快速、准确、简单的频率跟踪电路。

电路结构及工作原理图1 所示为串联谐振逆变电源主电路示意图。

时间分割法调制方式是通过控制向负载输送能量的时间来控制功率。

简言之即在时间周期T 内, 电源向负载输送能量的时间为t 在时间t ～T 内不向负载输送能量, 通过改变时间t 来调节功率输出。

输出功率P =tPo/ T , Po 为电源输出额定功率。

T 的大小根据实际负载情况而定。

时间分割法调制方式控制串联谐振逆变电源开关工作模型见图2 。

控制电路图3 所示为时间分割法功率调制方式串联谐振电源控制电路图。

Pref 为给定功率, 直流侧电压Ud 和直流输入电流I d的乘积为功率反馈, PI 调节器的输出与锯齿波进行比较从而控制周期T 内芯片8 脚高电平的时间t 。

频率自动跟踪电路实际应用中串联谐振电源多工作在高端失谐状态,输出电流的相位滞后于电压相位。

开关管零压开通,开关管的关断电流取决于电压超前电流的相角θ, θ大关断电流大, θ小关断电流小。

mos管多谐振荡电路1.引言1.1 概述概述多谐振荡电路是一种重要的电子电路，其作用是产生多个频率的振荡信号。

它在通信系统、无线电频率合成器以及许多其他电子设备中被广泛应用。

在多谐振荡电路中，MOS管扮演着至关重要的角色。

MOS管，即金属氧化物半导体场效应管，是一种基于MOS结构的电子元件。

它由金属接触、氧化物绝缘层以及半导体材料组成。

多谐振荡电路的基本原理是利用正反馈来实现振荡。

当系统中的电压或电流超过某个阈值时，会产生正反馈效应，使得电路产生振荡。

而MOS 管作为一种控制信号的关键元件，能够提供稳定的工作状态，并且对系统的频率响应有较好的调节能力。

在多谐振荡电路中，MOS管可以用来调节振荡频率和幅度。

通过改变MOS管的工作电压或工作电流，可以实现对振荡信号频率的调节。

此外，MOS管还可以用作开关，控制振荡信号的开关过程。

总而言之，多谐振荡电路是一种重要的电子电路，具有广泛的应用前景。

MOS管作为多谐振荡电路中的关键元件，能够提供稳定的工作状态，并且具有较好的调节能力。

通过研究和应用多谐振荡电路，我们可以实现对振荡信号频率和幅度的灵活控制，为各种电子设备的设计和开发提供技术支持。

1.2文章结构文章结构本文主要分为以下几个部分来讨论mos管多谐振荡电路的相关内容。

1. 引言1.1 概述在这一部分，我们将简要介绍多谐振荡电路的概念和背景，以及它在电子电路中的重要性和应用领域。

1.2 文章结构在这一部分，我们将详细说明本文的文章结构和各个部分的主要内容，以便读者可以清晰地了解本文的组织和内容布局。

1.3 目的在这一部分，我们将说明本文的主要目的是什么，即为什么要研究多谐振荡电路以及本文的研究目标。

2. 正文2.1 多谐振荡电路的基本原理在这一部分，我们将介绍多谐振荡电路的基本原理，包括其工作原理、基本组成和重要性。

2.2 MOS管在多谐振荡电路中的应用在这一部分，我们将详细讨论MOS管在多谐振荡电路中的应用，包括其在频率选择和频率合成等方面的作用和优势。

串联谐振逆变器分析串联谐振逆变器如图2一1所示,补偿电感和负载等效参数和串联后作为逆变桥的负载,图中为补偿电感或变压器漏感,、为包含负载在内的负载等效电阻和电容。

串联谐振逆变器通常由电压源供电,电压源由整流器加一个大电容构成。

由于电容值较大,可以近似认为逆变器输入端电压固定不变。

交替开通和关断逆变器上的可控器件就可以在逆变器的输出端得到交变的方波电压,其电压幅值取决于逆变器的输入端电压值,频率取决于器件的开关频率。

根据负载电压和电流的相位关系,串联逆变器可以工作在三种工作状态感性、容性和串联谐振。

在串联逆变器中,为了避免开关器件因短路电流而损坏,在开关器件换流过程中,上下桥臂的开关管应留有死区时间,防止发生直通。

并联谐振逆变器分析并联谐振逆变器如图2一2所示,补偿电感和负载等效参数和并联作为逆变器的负载,电路中串联的大电感场保证负载电流是恒定的,不受负载阻抗变化的影响。

当负载功率因数不是时,负载的无功电压分量便会加在开关器件上,为了避免开关器件承受反向电压而损坏,必须串联快速二极管。

根据负载电压和电流的相位关系,并联逆变器可能工作在三种工作状态感性、容性和谐振状态。

串并联谐振逆变器比较串联谐振逆变器和并联谐振逆变器的差别源于它们所用的振荡电路的不同,前者使用、、串联,后者是、和并联,由两种逆变器拓扑、电路特性及波形上分析,两种电路具有对偶的性质,相比于并联谐振逆变器,串联谐振逆变器具有以下特点和优点。

串联谐振逆变器的特点直流侧为电压源,或并联大电容,相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动。

由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压为矩形波,并且与负载阻抗角无关而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

对串联谐振负载而言,其输出电流波形为正弦波。

当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电压型逆变器与电流型逆变器比较,优点如下电路结构简单,启动容易电压型逆变器可以采用移相控制,通过调节移相角的大小来调节输出电压,就可以达到调节输出功率的目的。

一种串联谐振逆变器控制方法的探讨
0 引言
本文分析了移相PWM 控制串联谐振逆变器的实现。

通过改变移相角来调节传送给负载的功率，对功率MOSFET 输出电容的影响，提出了一种控制方案以确保功率器件在各种负载条件下实现ZVS，保证全桥拓扑结构中MOSFET 的柔性切换，使开关频率紧密地跟随谐振频率，使逆变器工作在功率因数接近1 的准谐振状态。

1 移相控制串联谐振逆变器工作原理
全桥架构的串联谐振逆变器如图1 所示。

4 个开关管S1～S4，分别以50％的占空比开通，其中S1 及S4 为基准臂开关，S2 及S3 为移相臂开关，每个桥臂上的功率管以180°的相位差开通与关断，两个桥臂开关的驱动信号之间相差一个相位角φ，控制时序如图2 所示。

使输出的正负交替电压之间插入一个箝位到零点的电压值，这样只要改变相位角φ就可以相应改变输出电压的有效值，最终达到调节输出功率的目的。

当采用移相调功方法时，电路的工作频率变化较小，具有良好的负载适应性。

特别是当负载阻抗具有较高品质因数时，其调功范围内频率变化更小[1]。

图1 串联谐振逆变器主电路
当工作频率在谐振频率之上，即负载呈现感性状态，负载电流io 落后于准方波电压vAB，如图2 所示。

要实现功率管的零电压开通，必须要有足够的能量用来抽走将要开通的开关管的输出电容上的电荷；并给同一桥臂要关断的开关管的结电容充电。

开关管输出电容放电结束后二极管续流，此时给出驱动信号，开关管将在零电压状态开通。

如果开关频率紧跟谐振点频率保持恒定，由于φ角的增大，负载电流在S3 开通前变成正相，ZVS 将不能实现。

为了防。

大功率电磁炉串联谐振型逆变器设计与研究的开题报告尊敬的评委老师：我是xxx，我所选的课题是大功率电磁炉串联谐振型逆变器设计与研究，现准备给大家做一个开题报告。

一、研究背景及意义电磁炉是一种新型的烹饪器具，它不像传统的明火烧炉，而是采用电磁感应技术，通过电磁场加热食物。

电磁炉具有高效节能、快速加热、精准控温等优点，被广泛应用于家用烹饪和餐饮业。

但是，传统的电磁炉往往存在功率低、发热效率不高、易受电压波动影响等问题，这些问题的存在限制了电磁炉的发展。

针对这些问题，本研究提出了通过串联谐振型逆变器设计来提高电磁炉的功率和发热效率的方案。

二、研究内容与目标本研究的主要内容是设计一种可调输出电流的串联谐振型逆变器，并将其应用于大功率电磁炉中。

具体研究目标包括：1. 设计串联谐振型逆变器的电路结构及控制算法。

2. 对设计的逆变器进行仿真，分析其输出电流、电压等性能指标。

3. 搭建实际电路，验证仿真结果，对运行效果进行测试。

4. 结合大功率电磁炉设计，研究逆变器在电磁炉中的应用性能。

三、研究方法1. 理论研究：主要是通过对串联谐振型逆变器的原理进行深入探究，分析其电路结构及控制策略。

2. 仿真研究：使用Matlab/Simulink等软件对设计的逆变器进行建模和仿真，并分析其性能指标。

3. 实验研究：搭建实际电路，对设计的逆变器及其在电磁炉中的应用进行测试和分析。

四、预期成果与意义通过本研究，预期取得以下成果：1. 设计出一种可调输出电流的串联谐振型逆变器，具有高效、可靠、稳定等特点。

2. 通过仿真和实验验证，分析逆变器的输出电流、电压、功率等性能指标，并对其应用于大功率电磁炉中的效果进行分析。

3. 为电磁炉的发展提供新的技术方案，具有一定的应用价值和推广意义。

五、研究计划1. 第一阶段（前期准备）：完成文献调研，熟悉相关理论和技术方法，确定研究方向和内容。

2. 第二阶段（电路设计和仿真）：设计串联谐振型逆变器的电路结构，通过仿真和分析获得具体的性能指标。

串联谐振单相全桥逆变器功率和频率的控制方式串联谐振逆变器的基本原理图如图1所示。

它包括直流电压源，和由开关S1～S4组成的逆变桥及由R、L、C组成的串联谐振负载。

其中开关S1～S4可选用IGBT、SIT、MOSFET、SITH等具有自关断能力的电力半导体器件。

逆变器为单相全桥电路，其控制方法是同一桥臂的两个开关管的驱动信号是互补的，斜对角的两个开关是同时开通与关断的。

串联谐振逆变器的控制方法调幅控制(PAM)方法调幅控制的方法并非一种，我们可以采用调节直流电压源输出(逆变器输入)电压Ud(可以用移相调压电路的方法，也可以用斩波调压电路加电感和电容组成的滤波电路，来实现调节输出功率的目的。

即逆变器的输出功率通过输入电压调节，由锁相环(PLL)完成电流和电压之间的相位控制，以保证较大的功率因数输出。

这种方法的优点是控制简单易行，缺点是电路结构复杂，体积较大。

脉冲频率调制(PFM)方法脉冲频率调制方法是通过改变逆变器的工作频率，从而改变负载输出阻抗以达到调节输出功率的目的。

从串联谐振负载的阻抗特性可知，串联谐振负载的阻抗随着逆变器的工作频率(f)的变化而变化。

对于一个恒定的输出电压，当工作频率与负载谐振频率偏差越大时，输出阻抗就越高，因此输出功率就越小，反之亦然。

脉冲频率调制方法的主要缺点是工作频率在功率调节过程中不断变化，导致集肤深度也随之而改变，在某些应用场合如表面淬火等，集肤深度的变化对热处理效果会产生较大的影响，这在要求严格的应用场合中是不允许的。

但是由于脉冲频率调制方法实现起来非常简单，故在以下情况中可以考虑使用它：1)如果负载对工作频率范围没有严格限制，这时频率必须跟踪，但相位差可以存在而不处于谐振工作状态。

2)如果负载的Q值较高，或者功率调节范围不是很大，则较小的频率偏差就可以达到调功的要求。

脉冲密度调制(PDM)方法脉冲密度调制方法就是通过控制脉冲密度，实际上就是控制向负载馈送能量的时间来控制输出功率。

专利名称：基于碳化硅MOSFET的串联谐振逆变器专利类型：发明专利
发明人：柴艳鹏,高胜利,李亚斌,王玉杰,武敏智
申请号：CN201510694812.5
申请日：20151022
公开号：CN105141162A
公开日：
20151209
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种基于碳化硅MOSFET的串联谐振逆变器，包括：四组主开关器件构成单相H桥式结构，每组主开关器件包括N个并联的碳化硅MOSFET，每个碳化硅MOSFET的源极和漏极之间反并联一个寄生二极管，第一组主开关器件和第二组主开关器件设置在正极直流母排上，以形成单相H桥式结构的第一臂和第二臂；第三组主开关器件和第四组主开关器件设置在负极直流母排上，以形成单相H桥式结构的第三臂和第四臂。

根据本发明实施例的基于碳化硅MOSFET的串联谐振逆变器，显著提高器件的功率密度，同时简化电路结构，提升器件的电气性能和可靠性。

申请人：保定四方三伊电气有限公司
地址：071051 河北省保定市高新区北三环5999号
国籍：CN
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串联谐振逆变器电路原理
串联谐振逆变器是一种非常重要的电力电子器件，它与傅立叶变换器(PFC)和功率放大器(PA)一起构成了高效变流器的重要部分。

它
可以从一个电源中调节输出电压，实现精确的功率控制，同时也能实现低通滤波功能。

串联谐振逆变器的传统电路结构主要由两个LC谐
振电路和一个桥接式可控硅组成，该电路具有较高的效率和稳定性，可用于单相和多相的调节。

串联谐振逆变器电路原理主要涉及到两个谐振电路的建立，即电感加电容的串联组合以及两个开关的正确变换。

由于桥接式可控硅的引脚可以无线控制，因此可以使用脉宽调制(PWM)技术实现谐振电路
的开启和关闭，从而改变输出潮流的相位和大小。

当两个谐振电路建立后，当脉宽调制电路控制其中一个开关加电时，具有另一个开关作用的电流激励会形成一个电感激励电流，随后另一个开关被控制关闭，此时，在电路中会形成足够的能量储存，从而产生输出的正弦波。

在实际应用中，串联谐振逆变器的输入为直流电压，并将其转换成交流电压供给目标装置。

它的主要优点是可以实现高效率的输出，并且非常稳定。

此外，该电路可以实现低频滤波，抑制纹波，提高过载能力，从而提高电源的可用性和可靠性。

在应用方面，串联谐振逆变器可用于大功率LED灯、逆变空调、电脑电源和MP3、MP4播放器等电子装置的供电，由于具有高效率和
稳定性的性能，因此被广泛应用于各种电力电子系统中。

总之，串联谐振逆变器是一种先进的电力电子调节装置，可以实
现低频滤波，压制纹波，提高稳定性和功率因数等多种功能，为实现高效率、低噪音的电源提供了可靠保障。

串联谐振逆变器电路原理1 什么是串联谐振逆变器串联谐振逆变器(又称全谐振逆变器)是一种特殊的间歇式单相恒电流逆变器，它组合了两个谐振回路：一个串联单相谐振回路，另一个是并联谐振回路。

它可以有效提高DC/AC转换效率，减小负载由电流变化引起的谐波。

串联谐振逆变器的基本原理是将直流技术和谐振技术有机地结合在一起，充分利用两者相互协调作用，实现直流/交流电能轮换。

2 串联谐振逆变器电路原理串联谐振逆变器一般由输入滤波电路、控制回路、DC到DC变换电路、恒频谐振电路和节能电路组成。

其中输入滤波电路是降低投入电源中各频段电噪比的电路，DC到DC变换电路可以将投入电源的直流电量变成适合于控制回路的脉冲电压，控制回路的作用是根据投入的幅值确定恒频谐振电路的谐振频率，控制IGBT的导通，以实现不同幅度的输出功率，节能电路是检测输出负载的电压下降情况，实现输出电压在额定值内稳定，有效使得设备在正常功率下的最低功耗。

3 工作原理当串联谐振逆变器工作时，投入电源中的直流电量由DC到DC变换电路变成脉冲电压，经控制回路确定谐振电路的工作频率，由此控制IGBT的导通，实现电能轮换，最后将投入电源转换成输出电压。

节能电路的作用是在负载改变时实现输出电压的变化，以满足负载的需要，从而实现恒定的电压输出和最大的能量效率。

4 优点串联谐振逆变器具有定电压、定电流、常见复杂波形输出、低逆变失真、简单操作、低副谐波失真和宽范围输出调节等优点。

由于串联谐振逆变器的输出功率可以根据负载的变化动态调整，使得更多的能量转化成纯正的交流电，节约能源效率更高，电能损耗更低。

总结而言，串联谐振逆变器由于其输出功率可以根据负载的变化动态调整，可以产生定电压、定电流以及低谐波失真的高效电能，是一种理想的DC/AC转换器。

基于延时环节的串联谐振逆变器锁相控制研究江涛;彭咏龙;李亚斌;史孟【摘要】锁相控制是谐振式逆变器控制电路的重要组成部分，通过建立串联谐振逆变器锁相环的数学模型，理论上分析了加入延时环节后锁相环系统稳定的条件，并对其动态响应性能进行了仿真分析。

针对负载在加热过程中频率升高的现象，提出了一种动态延时的锁相控制方法，仿真和试验结果表明，该控制方法能够加快锁相控制的动态响应速度并保持负载功率因数角的恒定，提高了锁相控制性能。

%As an important part of control circuit of the resonant inverter, it is of great significance to study the performance of the phase locked loop. The mathematical model of the phase locked loop is established in this pa-per. The stability conditions for the phase locked loop system with time delay are calculated in theory. And the dy-namic response performance of the phase locked loop is simulated and analyzed. A phase locked control method with dynamic time delay is proposed in view of the phenomenon of the frequency rise during the load heating process. The simulation and experiment results show that the control method can speed up the dynamic response of phase lock control while the load power factor stays constant. And the performance of the phase locked control is improved.【期刊名称】《电力科学与工程》【年(卷),期】2016(032)012【总页数】5页(P49-53)【关键词】串联谐振逆变器;锁相环;延时环节;控制性能【作者】江涛;彭咏龙;李亚斌;史孟【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定 071003;华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定 071003;华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定 071003;华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定 071003【正文语种】中文【中图分类】TM464谐振式逆变器在感应加热领域应用十分广泛，其工作过程中负载的等效参数很容易发生变化，负载固有谐振频率会随之改变，从而导致负载谐振工作点的变化。

谐振型逆变器原理分析【摘要】本文以固态高频感应加热电源中的谐振型逆变器为主要研究对象，分析了经典H桥型串联谐振逆变电路和并联逆变电路的结构特点及工作状态。

【关键词】功率MOSFET；串联谐振；并联谐振所谓“逆变”是相对整流而言的，把直流电能转变为所需频率的交流电能，就是逆变。

逆变器的电路型式繁多，分类方法不一。

如按照输出相数，可分为单相、三相和多相；按电路结构，可分为全桥、半桥和非桥式等。

下面将具体介绍串联谐振式电压型逆变器和并联谐振式电流型逆变器的拓扑结构、工作原理、谐振槽路等特征。

１．串联谐振式电压型逆变器结构1.1串联谐振式电压型逆变器的拓扑串联谐振式电压型逆变器的基本电路如图1－1所示，以负载线圈（L和R）和功率因数补偿电容器C串联后作为逆变桥的负载，这种利用负载电路串联谐振的原理工作的逆变器，称为串联谐振式电压型逆变器。

此种逆变器负载电流波形为近似正弦波。

1.2串联谐振式电压型逆变器的工作原理串联谐振逆变器的负载为串联谐振负载，通常需电压源供电。

交替开通和关断逆变器上的全控器件就可以在逆变器的输出端获得交变的方波电压，其电压幅值取决于逆变器的输入端电压值，频率取决于器件的开关频率。

逆变桥包括由4个功率MOSFET和与其反并联的快速二极管组成的四个桥臂,其工作时,轮流触发V1,3和V2,4,使负载得到高频电流。

1.3串联谐振式电压型逆变器的谐振槽路分析串联逆变器的负载电路即为串联谐振电路，它由电容器C、电感L和电阻R 串联组成。

谐振时，串联电路各参数关系如下：谐振频率f=谐振时等效阻抗R=Z=R串联电路电流I=I=电感L上电压U=jωLI=jωL=jQU电容器C上电压U=×=-jQU特征阻抗X=X=X=ωL=L=或X=QR负载有效功率P=I R=电容器的无功功率Q=IU=Q=QP＜br>电感的无功功率Q=IU=QP＜br>1.4串联谐振式电压型逆变器的特征串联谐振式电压型逆变器具有如下特征：①容易投入负载电力。

一种sic mosfet串扰抑制的谐振辅助驱动电路SIC MOSFET谐振辅助驱动电路是一种用于抑制串扰（Cross-talk）的电路，主要用于提高SIC（Silicon Carbide）MOSFET的开关速度和效率。

SIC MOSFET 谐振辅助驱动电路的基本原理是利用共振电路的谐振频率来控制MOSFET的开关，从而避免MOSFET在高频开关时产生的串扰问题。

该电路由一个谐振电路和一个驱动电路组成。

谐振电路由电感L和电容C组成，它的谐振频率可以通过选择合适的电感和电容值来调节。

驱动电路由一个信号发生器和一个放大器组成，信号发生器产生一个高频信号输入到放大器中，放大器将信号放大后送到SIC MOSFET的控制端。

在正常操作过程中，SIC MOSFET的控制端会接收到来自信号发生器的高频信号，并且通过放大器放大后送到MOSFET的栅极（Gate）。

同时，谐振电路的谐振频率会与MOSFET的开关频率保持一致，当MOSFET开关时，谐振电路会产生一个高频电流，并且通过电感L和电容C传递到驱动电路中，从而为MOSFET提供额外的驱动能量，加快MOSFET的开关速度。

通过使用SIC MOSFET谐振辅助驱动电路，可以有效降低串扰问题，提高SIC MOSFET的开关速度和效率。

这种电路结构简单、成本低廉，适用于各种高频开关应用领域。

串联谐振单相全桥逆变器常用控制方法⏹1引言●隨著可自關斷電力電子器件的發展，串聯諧振逆變電路獲得越來越多的應用，各種適合於串聯諧振逆變電路的控制方法不斷出現。

本文對常用的調幅控制、脈衝頻率調製、脈衝密度調製以及諧振脈衝寬度調製等控制方法進行了討論和比較。

特別對脈寬加頻率調製的控制方法進行了較詳細的分析。

●2串聯諧振逆變器基本結構串聯諧振逆變器的基本原理圖如圖1所示。

它包括直流電壓源，和由開關S1～S4組成的逆變橋及由R、L、C組成的串聯諧振負載。

其中開關S1～S4可選用IGBT、SIT、MOSFET、SITH等具有自關斷能力的電力半導體器件。

逆變器為單相全橋電路，其控制方法是同一橋臂的兩個開關管的驅動信號是互補的，斜對角的兩個開關是同時開通與關斷的。

●3串聯諧振逆變器的控制方法 3.1調幅控制（PAM）方法調幅控制方法是通過調節直流電壓源輸出（逆變器輸入）電壓Ud（可以用移相調壓電路，也可以用斬波調壓電路加電感和電容組成的濾波電路，來實現調節輸出功率的目的。

即逆變器的輸出功率通過輸入電壓調節，由鎖相環（PLL）完成電流和電壓之間的相位控制，以保證較大的功率因數輸出。

這種方法的優點是控制簡單易行，缺點是電路結構複雜，體積較大。

●3．2脈衝頻率調製(PFM)方法脈衝頻率調製方法是通過改變逆變器的工作頻率，從而改變負載輸出阻抗以達到調節輸出功率的目的。

從串聯諧振負載的阻抗特性可知，串聯諧振負載的阻抗隨著逆變器的工作頻率（f）的變化而變化。

對於一個恒定的輸出電壓，當工作頻率與負載諧振頻率偏差越大時，輸出阻抗就越高，因此輸出功率就越小，反之亦然。

脈衝頻率調製方法的主要缺點是工作頻率在功率調節過程中不斷變化，導致集膚深度也隨之而改變，在某些應用場合如表面淬火等，集膚深度的變化對熱處理效果會產生較大的影響，這在要求嚴格的應用場合中是不允許的。

但是由於脈衝頻率調製方法實現起來非常簡單，故在以下情況中可以考慮使用它： 1）如果負載對工作頻率範圍沒有嚴格限制，這時頻率必須跟蹤，但相位差可以存在而不處於諧振工作狀態。

石家庄铁道大学毕业设计MOSFET串联谐振逆变器控制电路的研究2014届继续教育学院专业机械设计制造及其自动化学号学生姓名指导教师欲得本设计全部说明书请联系QQ229780692完成日期2013年11月2 日题目MOSFET串联谐振逆变器控制电路的研究机械设计制造专业班级09级学生姓名及其自动化导师承担指导任务单位导师职称高级工程师姓名一、毕业设计内容1、MOSFET的使用性能和驱动要求。

2、串联谐振逆变器的结构及工作状态分析。

3、控制电路的分析。

4、控制电路的设计及改进。

二、基本要求1、条理清楚，原理正确，计算准确。

2、术语要求准确、规范。

3、元件参数选则得当，要有计算依据；4、原理要难度适当，能够被大部分人接受；三、进度计划：2013年9月1日：进行毕业设计指导，组织学员选择设计题目。

2013年9月2日—9日：审定学员毕业设计大纲，发放毕业设计任务书。

2013年9月10日—16日：审查学员毕业设计开题报告，开始撰写毕业设计。

2013年9月17日—10月5日：学员组织材料，撰写初稿。

2013年10月6日—13日：审查初稿，指导学员修改论文。

2013年10月14日—19日：进行二次论文修改指导、定稿。

2013年10月20日—10月24日：审订论文格式，告知打印一式两份。

2013年10月25日—11月2日：最终定稿，告知准备论文答辩。

教研组主任签字时间 2013 年 9 月 2 日毕业设计开题报告题目MOSFET串联谐振逆变器控制电路的研究专业机械设计制造及其自动化班级09级学生姓名一、研究目的和意义1、MOSFET的使用性能和驱动要求。

2、串联谐振逆变器的结构及工作状态分析。

3、控制电路的分析。

4、控制电路的设计及改进。

谐振逆变器是固态感应加热电源中最重要的组成部分，它通过负载谐振槽路来创造功率器件的零开关（ZVS）或零电流开关（ZCS）条件，所以其开关损耗相对于脉宽调制（PWM）的硬开关模式要小得多，其开关频率可以得到更高的提升以满足被加热负载的需要。

2007年 4 月电工技术学报Vol.22 No.4 第22卷第4期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Apr. 2007串联谐振电流源高频链正弦波逆变器的工作原理和控制方法金晓毅邬伟扬孙孝峰（燕山大学电气工程学院秦皇岛 066004）摘要提出一种新型的串联谐振电流源模式隔离的高频链正弦波逆变器拓扑结构，详细介绍了其工作原理。

结合该逆变器的控制难点，采用适于该逆变器拓扑运行特色的控制策略及四象限逻辑组合方式，并给出了谐振槽的参数确定方法。

在48V直流输入、220V/50Hz交流输出的1kW 实验样机上进行实验，实验结果验证了该逆变器控制方案及实施方法的正确性。

同时通过周波变换器结构的变形，构成了各具特色的拓扑簇。

关键词：串联谐振高频链逆变器电流源单级逆变中图分类号：TM462Operational Principle and Control of Series-Resonant Current-Source Mode High Frequency Link Sine-Wave InverterJin Xiaoyi Wu Weiyang Sun Xiaofeng（Yanshan University Qinhuangdao 066004 China）Abstract An original series-resonant current-mode high frequency link（HFL）sine-wave inverter is presented in the paper. It is constructed of full-bridge high frequency inverter, series-resonant tank, current-source mode isolated transformer, cycloconverter and capacitor filter. A design method for the resonant tank is given in the paper. It is the critical part which influences the performance of inverter.The validity of operational principle and control scheme are confirmed by testing on the fabricated prototype which has specifications as 48V DC input, 220V/50Hz output and 1kW power capability.Furthermore, via the configuration transmutation of cycloconverter, the inverter has a family suitable for some application locations.Keywords：Series-resonant, high frequency link inverter, current-source, single-stage invert1引言高频链逆变电源以其高功率密度、高效率、小型轻量等特点在不间断电源（UPS）、新能源开发利用及车载电源等中小功率逆变场合有着广泛的应用。

详解串联谐振单相全桥逆变器常用的控制方法
摘要：讨论了几种常用的串联谐振单相全桥逆变器的功率和频率控制方法，比较了各种方法的优缺点，同时对脉宽加频率调制的方法进行了较深入的讨论。

 引言
 随着可自关断电力电子器件的发展，串联谐振逆变电路获得越来越多的应用，各种适合于串联谐振逆变电路的控制方法不断出现。

本文对常用的调幅控制、脉冲频率调制、脉冲密度调制以及谐振脉冲宽度调制等控制方法进行了讨论和比较。

特别对脉宽加频率调制的控制方法进行了较详细的分析。

 串联谐振逆变器基本结构
 串联谐振逆变器的基本原理图包括直流电压源，和由开关S1～S4组成的
逆变桥及由R、L、C组成的串联谐振负载。

其中开关S1～S4 可选用IGBT、SIT、MOSFET、SITH等具有自关断能力的电力半导体器件。

逆变器为单相全桥电路，其控制方法是同一桥臂的两个开关管的驱动信号是互补的，斜对角的两个开关是同时开通与关断的。

 串联谐振逆变器的控制方法
 1、调幅控制(PAM)方法
 调幅控制方法是通过调节直流电压源输出(逆变器输入)电压Ud(可以用移相调压电路，也可以用斩波调压电路加电感和电容组成的滤波电路，来实现调节输出功率的目的。

即逆变器的输出功率通过输入电压调节，由锁相环(PLL)完成电流和电压之间的相位控制，以保证较大的功率因数输出。

 这种方法的优点是控制简单易行，缺点是电路结构复杂，体积较大。

 2、脉冲频率调制(PFM)方法。

基于MOSFET串联的半桥LLC谐振电路设计李凯，罗续业，李彦(国家海洋技术中心，天津300112)摘要：L L C谐振变换器基于软开关技术，具有开关损耗低、功率密度大、电压输入范围宽等优点。

但在设计高电压直流输入的L L C谐振变换器时，受限于半导体工艺技术，开关管的最高工作电压无法满足电路要求。

针对此问题，提出使用多个开关管串联来实现高压应用的目的。

首先分析金属氧化物半导体场效应晶体管（M O S F E T)的工作特性，然后采用软开关技术和L L C谐振技术，设计基于4个M O S F E T串联的半桥L L C谐振电路，最后搭建一台直流输入300V、直流输出40 V、功率丨00 W的测试样机，以验证电路的可行性。

关键词：谐振变换器；软开关；金属氧化物半导体场效应晶体管中图分类号：T M46文献标识码：A文章编号：1000-100X(2020)06-0021-05Design of Half-bridge LLC Resonant Circuit Based on MOSFET SeriesLI Kai,LUO Xu-ye,LI Yan(National Ocean Technology Center, Tianjin 300112,China)A b s t r a c t：T h e L L C resonant converter is based on soft-switch technology with low switching loss,high power density and wide voltage input range.However,when designing a high-voltage direct current input L L C resonant converter, limited by semiconductor process technology,the m a x i m u m operating voltage of the switching transistor m a y not meet the needs of the circuit.For this p r o blem,multiple power switch tubes in series to achieve the purpose of high voltage applications is used.Firstly,the working characteristics of the metal oxide semiconductor field effect transistor (M O S­F E T) are analyzed.Then,the soft-switch technology and L L C resonance technology are used to design the half-bridge L L C resonant circuit based on four M O S F E T connected in series.Finally,a prototype with direct current 300 V input, direct current 40 V output and 100 W power i s built to verify the feasibility of circuit design.Keywords ：resonant converter ；soft-switch ；metal oxide semiconductor field effect transistorFoundation Project ：Supported by Scientific Research Project for Marine Public Industry (N o.201505015)l引言随着半导体工艺技术的进步，人们对电源技 术参数的要求越来越高，如电压调节范围越来越 宽、电流稳定性越来越高、纹波与噪声越来越低、功率越来越大等，开关电源不断地向高频化的方 向发展1%LLC谐振变换器的开关管在全负载范围 都工作在零电压开关（ZVS)状态时，没有出现电 压、电流交叉工作的情况，开通损耗为零；同时输 出整流二极管工作在零电流开关（ZCS)状态时，整流二极管无反向恢复损耗[2—3]。