IGBT全桥逆变器用RCC多路开关电源的研究

基于IGCT的多电平变换器若干关键问题研究共3篇基于IGCT的多电平变换器若干关键问题研究1随着能源的日益紧缺和环境污染的加剧，能效和环保成为现代电力电子技术研究的重要课题之一。

多电平变换器因其优良的性能和可靠性，被广泛应用于高压、大功率的变流器系统中。

多电平变换器是一种将直流电压转换为多个电平的交流电压的装置，其构成包含IGBT、MOSFET、IGCT 等开关元件。

本文主要探讨基于IGCT的多电平变换器的研究问题。

IGCT是一种新型晶体管元件，具有高速开关、可控性好、抗侧向高压等优点。

基于IGCT的多电平变换器系统，其特殊的电路拓扑结构与传统电路不同，其开关状态和控制方式也有所变化。

为了实现多电平变换器的性能优化和工作稳定，下面就几个关键问题进行探讨：一、IGCT特性和参数选择问题IGCT作为一种新型的晶体管元件，其特性和参数的选择至关重要。

IGCT具有高速开关、可控性好、高的承受电流和电压等优点，但同时也存在结构复杂、操作难度大等问题。

在IGCT的特性选择方面，需要考虑其耐用性、带宽利用因子、共振问题等。

IGCT的控制电路必须设计合理，掌握IGCT的特性和特殊性能，以保证IGCT与他的驱动电路之间的协调。

在每个IGCT的参数选择方面，需要考虑电流的承载能力、电感破坏能力、控制电流范围、保护电感等因素。

二、多电平变换器拓扑结构研究多电平变换器的电路拓扑结构是其性能显著优于传统变换器的重要原因。

多电平变换器的电路结构由多个IGCT、电感和电容组成，其合理的电路设计可以实现电量和电压的稳定控制。

多电平变换器拓扑结构研究主要包含两个问题：多电平变换器拓扑结构选择和多电平变换器的开关电压。

多电平变换器采用多个IGCT进行串联，相邻的IGCT之间通过电容相通，简单并节能。

在多电平变换器的拓扑结构设计中，需要考虑的主要因素包括：电压平衡、电感的分配、功率损耗等因素。

只有合理的设计才能使得多电平变换器的性能处于最优化状态。

全桥逆变器工作原理全桥逆变器工作原理介绍全桥逆变器（Full-Bridge Inverter）是一种常见的电力电子变换器，用于将直流电转换为交流电。

它由四个开关管（MOSFET或IGBT）和输出变压器组成。

在本文中，我们将深入解释全桥逆变器的工作原理。

工作原理全桥逆变器的核心原理是使用四个开关管实现电流的反向流动，从而在输出端产生交流电。

下面是全桥逆变器的工作步骤：1.步骤一 - 前半周期：–S1和S4管开启，S2和S3管关闭。

电源的正极连接到S1，负极连接到S4。

这时，电流从电源正极经过S1进入变压器，再经过S4回到电源负极。

这样，电流从电源流向负载。

这个过程称为前半周期。

2.步骤二 - 后半周期：–S1和S4管关闭，S2和S3管开启。

电源的正极连接到S3，负极连接到S2。

这时，电流从电源正极经过S3进入变压器，再经过S2回到电源负极。

这样，电流从负载流向电源。

这个过程称为后半周期。

通过交替开启和关闭S1、S2、S3、S4四个开关管，全桥逆变器可以在输出端产生周期性的交流电波。

控制策略为了保证全桥逆变器的稳定性和输出电压的质量，需要采用适当的控制策略。

常用的控制策略包括：1.脉宽调制（PWM）：–通过控制开关管的导通时间，可以调节输出电压的幅值。

脉宽调制技术可以使输出电压在特定频率范围内波动，从而满足不同负载的需求。

2.谐振逆变：–谐振逆变是一种通过谐振电路来实现能量转移的控制策略。

它可以提高逆变器的效率，并减少开关管的损耗。

谐振逆变需要根据负载特性和谐振电路参数进行精确调谐。

3.电压调制：–电压调制是一种通过调节输入电压的大小来控制逆变器输出电压的策略。

它可以实现精确的电压控制，但需要额外的传感器来测量输入电压。

应用领域全桥逆变器广泛应用于各种领域，包括：•太阳能发电：将太阳能板产生的直流电转换为交流电，以供给家庭和工业设备使用。

•电动车：作为电动车辆的电源逆变器，将电池的直流电转换为交流电，驱动电动车辆的电动机。

IGBT 应用常见问题及解决方法(1)2014-08-26 20:19:25 来源:互联网关键字：IGBT 常见问题80年代问世的绝缘栅双极性晶体管IGBT是一种新型的电力电子器件，它综合了GTR和MOSFET的优点，控制方便、开关速度快、工作频率高、安全工作区大。

随着电压、电流等级的不断提高，IGBT成为了大功率开关电源、变频调速和有源滤波器等装置的理想功率开关器件，在电力电子装置中得到非常广泛的应用。

随着现代电力电子技术的高频大功率化的发展，开关器件在应用中潜在的问题越来越突出，开关过程引起的电压、电流过冲，影响到了逆变器的工作效率和工作可靠性。

为解决以上问题，过电流保护、散热及减少线路电感等措施被积极采用，缓冲电路和软开关技术也得到了广泛的研究，取得了迅速的进展。

本文对这方面进行了综述。

IGBT的应用领域IGBT在变频调速器中的应用SPWM变频调速系统的原理框图如图1所示。

主回路为以IGBT为开关元件的电压源型SPWM逆变器的标准拓扑电路，电容由一个整流电路进行充电，控制回路产生的SPWM信号经驱动电路对逆变器的输出波形进行控制;变频器向异步电动机输出相应频率、幅值和相序的三相交流电压，使之按一定的转速和旋转方向运转。

IGBT在开关电源中的应用图2为典型的UPS系统框图。

它的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流器和充电器以及把直流电再变为交流电的逆变器。

蓄电池在交流电正常供电时贮存能量且维持正常的充电电压，处于“浮充”状态。

一旦供电超出正常的范围或中断时，蓄电池立即对逆变器供电，以保证UPS电源输出交流电压。

UPS逆变电源中的主要控制对象是逆变器，所使用的控制方法中用得最为广泛的是正弦脉宽调制(SPWM)法。

IGBT在有源滤波器中的应用并联型有源滤波系统的原理图如图3所示。

主电路是以IGBT为开关元件的逆变器，它向系统注入反向的谐波值，理论上可以完全滤除系统中存在的谐波。

与变频调速器不同的是，有源滤波器pwm控制信号的调制波是需要补偿的各次谐波的合成波形，为了能精确的反映出调制波的各次谐波成分，必须大大提高载波的频率。

IGBT并联解决方案一、背景介绍IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种常见的功率半导体器件，广泛应用于电力电子领域。

在某些高功率应用中，单个IGBT无法满足要求，因此需要采用IGBT并联解决方案。

本文将详细介绍IGBT并联解决方案的原理、优势和应用。

二、原理介绍IGBT并联解决方案是通过将多个IGBT器件并联连接，以提高功率和可靠性。

并联连接的IGBT器件具有相同的电压和电流特性，并通过特定的控制电路实现同步开关。

当负载电流较大时，多个IGBT器件可以共同分担负载，从而提高系统的功率处理能力。

三、优势1. 提高功率密度：IGBT并联解决方案可以将多个低功率IGBT器件组合成高功率模块，从而提高功率密度，减小系统体积。

2. 提高可靠性：通过并联连接，即使其中一个IGBT器件发生故障，其他器件仍然可以继续工作，提高了系统的可靠性和稳定性。

3. 分担负载：并联连接的IGBT器件可以共同分担负载电流，减小每个器件的负载压力，延长器件的寿命。

4. 提高效率：并联连接的多个IGBT器件可以实现更好的电流分配，减小功率损耗，提高系统的能效。

四、应用领域1. 可再生能源发电：IGBT并联解决方案广泛应用于风力发电和太阳能发电系统中，提高了系统的功率处理能力和可靠性。

2. 电动交通工具：电动汽车和混合动力汽车中的电力传动系统通常采用IGBT并联解决方案，以满足高功率输出和高效率要求。

3. 工业自动化：工业控制系统中的高功率逆变器和变频器常常采用IGBT并联解决方案，以提供可靠的电力输出。

4. 高速列车：高速列车的牵引系统需要大量的功率输出，采用IGBT并联解决方案可以满足高功率和高可靠性的要求。

五、实施步骤1. 选择合适的IGBT器件：根据应用需求选择适合的IGBT器件，包括电压等级、电流容量和频率特性等。

2. 设计并联连接电路：根据系统需求设计并联连接电路，确保各个IGBT器件的电流和电压分布均匀。

全桥移相软开关逆变电源设计作者：周洁来源：《科学与财富》2016年第31期摘要：软开关电源是近年来电源技术发展的新方向。

本文提出了一种全桥移相软开关逆变电源的设计方案，它采用了全桥零电压零电流脉宽调制变换器（FB-ZVZCS-PWM）的工作模式，本文对系统各部件的设置进行了较为详细的说明。

关键词：逆变电源；软开关；脉宽调制；FB-ZVZCS-PWM0 引言自20世纪80年代以来，软开关技术取得了较大的进展。

在逆变器中，可以利用原有的电路，采用合适的控制模式，添加适当的电感和电容，从而实现功率器件的软开关。

软开关变换技术的实质是在主电路上增加储能元件L、C产生谐振，迫使功率器件上的电压或电流迅速降为零，从而提供理想的开关条件。

1 全桥移相软开关逆变电源主电路设计主电路分为三个部分（见图1）：第一部分，输入整流滤波电路。

二极管D1-D4组成输入整流电路（实际电路选用整流模块替代）；C1为高频滤波电容，隔离电网与逆变电路之间的谐波干扰；电阻R2、R3和电容器组C2、C3组成滤波电路；R1为限流电阻，限制启动时的合闸浪涌电流；继电器K控制限流电阻切换，启动后闭合，把R1从主电路去除；电阻R10、R11、稳压管D9与电容C11组成延时电路，控制R1切换时间。

第二部分，逆变器。

VT1-VT4为功率开关管IGBT（实际用两组半桥模块组成），与中频变压器TF1组成逆变器；电阻R4-R7、电容C4-C7与二极管D10-D13共同组成VT1-VT4的RCD吸收回路，减小IGBT开关过程电流、电压冲击。

第三部分，输出整流滤波电路。

快速整流二极管模块D7、D8和直流电抗器L1组成单相全波整流滤波输出电路；R8、C8与R9、C9组成D7、D8的吸收回路。

2 全桥移相零电压零电流脉宽调制（FB-ZVZCS-PWM）变换器全桥零电压零电流脉宽调制变换器使原边电流在箝位续流时间迅速衰减到零并保持，固定臂（VD3，VD4）的开关管是零电流开关，移相臂（VD1，VD2）的开关管是零电压开关。

逆变器研究报告
逆变器是一种将直流电转换为交流电的电子设备。

在许多领域，如太阳能发电、汽车电气系统和电力电子设备中，逆变器都扮演着重要角色。

因此，逆变器的研究对于改善能源转换效率和电力质量至关重要。

逆变器研究报告主要探讨以下几个方面：
1. 逆变器的基本原理：报告首先介绍了逆变器的基本工作原理，包括直流输入的整流过程、功率开关器件的控制、交流输出的逆变过程等。

通过了解逆变器的工作原理，可以更好地理解其在能源转换中的作用。

2. 逆变器的拓扑结构：报告详细介绍了逆变器的各种拓扑结构，例如单相逆变器、三相逆变器、全桥逆变器等。

每种拓扑结构都有其独特的特点和应用领域，了解这些拓扑结构可以帮助研究人员选择适合特定应用的逆变器。

3. 逆变器的控制策略：报告还讨论了逆变器的控制策略，包括脉宽调制（PWM）、电流控制和电压控制等。

针对不同的应
用需求，研究人员可以选择适合的控制策略，以提高逆变器的性能和效率。

4. 逆变器的性能评估：报告评估了逆变器的各种性能指标，如转换效率、输出电压波形质量、响应速度等。

通过对逆变器性能的评估，可以判断其在实际应用中的可靠性和稳定性，并对其进行改进和优化。

5. 逆变器的应用领域：报告列举了逆变器在太阳能发电系统、电动汽车充电系统、工业驱动系统等领域的应用案例。

通过这些案例，可以看到逆变器在不同领域中的作用，以及对能源转换和电力质量的改善效果。

综上所述，逆变器的研究报告重点讨论了其基本原理、拓扑结构、控制策略、性能评估和应用领域。

这些内容为进一步优化逆变器设计和提高能源转换效率提供了重要的参考。

一、RCC 变换器的电路结构RCC 变换器材是Ringing Choke Converter 的简称，广泛应用50W 以下的开关电源中。

它不需要自励式振荡器，结构简单，由输入电压与输出电流改变频率。

RCC 的基本电路如图6—13所示，电压和电流波形如图6—14所示。

在1VT 导通ON t 期间变压器1T 从输入侧蓄积能量，在下一次截止期间OFF t 变压器1T 蓄积的能量释放供给输出负载。

OFF t 结束时，变压器电压1T U 波形自由振荡返回到0V ，见图6—14（c ）。

这电压通过基绕组加到开关晶体管1VT 的基极，因此，晶体管1VT 触发导通，1VT 一导通就进入开始下一个工作周期。

输入电压in U 是输入交流电压经整流的直流电压。

6—13 RCC 基本电路图6—14 电压和电流波形ON t 时的等效电路如图6—15（a ）所示。

晶体管1VT 导通，因此变压器1T 的初级线圈两端加上电压in U 。

图6—15 RCC 的等效电路（a ：ON t 时；b ：OFF t 时）另一方面，在变压器次侧2C 放电，供给输出电流O I 。

这期间，输出二极管1VD 中无电流，因此，变压器初次级侧不产生相互作用。

1L 中蓄积的能力为2211I L ⨯。

OFF t 时等效电路如图6—15（b ）所示，因初级侧无电流，所以，图中未画出。

ON t 时1L 中蓄积的能力通过变压器1T 的次级侧线圈2L 释放给次级侧。

从ON t 转换到OFF t 瞬间，初次级侧线圈的安匝相等原理仍成立，因此，若变压器初级侧能力全部传递给次级侧，则P P I N I N 2211⨯=⨯ （6—32）匝比n 为12N N n = （6—33） 电感与之比是与绕组匝数平方成正比例，即 122122L L N N n =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= （6—34） 传递给次级侧能量就变为输出功率。

图6—16示出次级侧电压与电流之间关系。

设变压器输出功率为2P ，则f I L I U P P O o ⨯⨯⨯⨯=⨯=η222221 （6—35） L F o U U U U ⨯⨯=2 （6—36）图6—16 次级侧电压与电流之间的关系式中，η为变压器的效率。

北京邮电大学硕士学位论文移相全桥开关电源的研制与软开关软件控制实现姓名：王浛申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：谢沅清19990401文章摘要本文介绍了墅羞鱼塑中一些基本概念和热门的。

！！丛这。

盘并对开关电源中常用器件作了简要介绍。

然后对软开关技术和负载均流技术，进行了较详细的分析，并给出本人设计的两种主动均流方式的改进方案。

进而详细说明了２５００Ⅵ／（５０Ｖ／５０Ａ）开关电源样机的设计过程，本机采用移相控制软开关技术，主电路为全桥结构，主控芯片使用ＵＣ３８７５，ＵＣ３９０７为负载均流控制芯片，实现电压电流双环反馈。

并进一步从理论和实践探讨了ＦＢ－ＺＶＳ—ＰＶ／Ｍ在轻载条件下软开关技术的实现，分别采用磁饱和技术和附加辅助电路方法，在软开关控制方面做出了有益的尝试。

最后给出了软开关部分计算机仿真结果。

ＡｂＳｔｒａｃｔＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｓｉｇｎａ２．５ｋｗｐｏｗｅｒ８ｕｐｐｌｙｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＺＶＴ—ＰＷＭｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉＳｄｉＳＣＵＳｓｅｄ．Ｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔｓｅｃｔｉ。

ｎ，ｉｎｃｌｕｄｅｓ１，２ａｎｄ３ｃｈａｐｔｅｒ．ｉｎｔｒｏｄｕｃｅＳｏｍｅｂａｓｉｃｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎｏｆｓｗｉｔｅｈｉｎｇｐｏｗｅｒ鲫ｐｐｌｉｅｓｉｎｂｒｉｅｆ．ＴｈｅｎａｎａｌｙｓｅｓｔｈｅＺＶＳ／ＺＣＳ—ＰＷＭａｎｄｔｈｅｌｏａｄｓｈａｒｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｉｓｓｅｃｔ１０ｎ，９１Ｖｅｓｔｗｏｎｅｗｍｅｔｈｏｄｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｉｏａｄｓｈａｒｅｂｙｔｈｅ１ａｒｇｅＳｔＣｕｒｒｅｎｔ．Ｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｓｅｃｔｉｅｎ，ｉｎｃｌｕｄｅｓ４ａｎｄ５ｃｈａｐｔｅｒ，ｔｈｉｓｔｅｘｔｅｌａｂｏｒａｔｅ０ｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｓｉｇｎａ２．５ｋｗｐｏｗｅｒｓｕＰｐｌｙａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎＺＶＳ－ＰＷＭｍｏｄｅ．Ｉｎｔｈｅｒｅ．ｐｒｏＶｉｄｅｓｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｏｆＵＳｉｎｇｓａｔｕｒａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｔｏｒａｎｄａｄｄｉｎｇａｃｅｅｓｓｏｒｉａｌｃｉｒＣＵｉｔ，ｅｘｐａｔｉａｔｅｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｓｅａｎｄｔｈｅｒｅＳＵｌｔｉｎｉｍｐｌｅｍｅｎｔ．Ａｔｔｈｅｅｎｄ，ｅｍｌｕａｔｏｒｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅＺＶＳ—ＰＷＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｒｅｇｉｖｅｎ．北京邮电大学硕士研究生毕业论文第一章开关电源第１节开关电源综述（主要参考文献ｆ４】【１７】）电源是电子设备的动力能源，是一切电子设备不可或缺的组成部分。

附件7：毕业设计（论文）开题报告题目T型三电平并网逆变器控制研究专业电气工程及其自动化班级电气1052014 年一、毕业设计(论文)课题来源、类型课题来源：与老师探讨，自己选择课题类型：应用型论文二、选题的目的及意义随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，并网逆变器的研发受到世界各国的普遍关注。

并网效率和并网电流电能质量是并网逆变器的两个重要指标,PWM调制方式对效率和并网电流电能质量存在关键的影响。

在此背景下，研究逆变器的拓扑结构以及其控制策略和并网控制方案。

随着太阳能、UPS技术的不断发展和市场的不断扩大，对逆变器效率的要求也越来越被制造商所重视，因此三电平的拓扑结构便应运而生。

众所周知，传统的两电平并网逆变器开关损耗大，直流电压利用低，输出电流谐波高，无法实现高压高质量的并网要求。

多电平逆变器不同于两电平变换器，其中采用电容或独立电源等方式产生多个电平，通过将多个功率器件按一定的拓扑结构组成可提供多电平输出的逆变电路，其主要目的是以尽量多的电平输出来逼近理想的正弦波形，从而减弱输出波形中的谐波影响。

在获得高压输入输出特性的同时，多电平逆变器也减轻了器件上的高压应力，可以使用较低电压等级的器件构造高压变流器，解决了器件串并联带来的问题。

多电平逆变器的出现，是电力电子技术发展的一个里程碑，它使得高压变频调速技术迅速走向了实用化，让我们看到了高性能控制在高压变频技术上的应用的希望。

近几年来,多电平逆变器成为人们研究的热点课题.三电平逆变器是多电平逆变器中最简单又最实用的一种电路。

与传统两电平结构相比，三电平结构除了使单个IGBT阻断电压减半之外，还具有谐波小、损耗低、效率高等优势。

各种现代控制理论如自适应控制、自学习控制、模糊逻辑控制、神经网络控制等先进控制理论和算法也大量应用于逆变领域。

其应用领域也达到了前所未有的广阔，从毫瓦级的液晶背光板逆变电路到百兆瓦级的高压直流输电换流站；从日常生活的变频空调、变频冰箱到航空领域的机载设备；从使用常规化石能源的火力发电设备到使用可再生能源发电的太阳能风力发电设备，都少不了逆变电源。