开环推挽逆变器软开关实现的设计

电气传动2015年第45卷第7期

逆变器前端倍压LC谐振推挽式

直流变换器

袁义生，朱本玉，罗峰

（华东交通大学电气与电子工程学院，江西南昌330013）

摘要：提出了一种零电流开关（ZCS）的推挽式直流变换器。变压器的副边采用倍压电路结构，利用倍压电路中的电容和变压器漏感实现LC谐振来传递能量。电路采用调频工作，开关频率小于谐振频率，使得开关管和二极管都能获得ZCS，二极管只承受输出电压。各工作模式被详细分析。推导了电路的电压增益与频率比m、励磁电感/漏感比h以及品质因数Q的关系，表明了变压器副边绕组可以比传统设计减半。针对在一个车载逆变器样机的应用，指出了该推挽电路的设计方法。对一个600W逆变器样机测试表明，整机最高效率达到91.5%。实验波形也验证了工作原理分析正确。关键词：直流变换器；LC谐振；零电流开关；倍压结构；逆变器中图分类号：TM46文献标识码：A

Doubling⁃voltageLCResonantPush⁃pullDCConverterinFront⁃endofInverter

YUANYi⁃sheng，ZHUBen⁃yu，LUOFeng

（SchoolofElectricalandElectronicEngineering，EastChinaJiaotongUniversity，Nanchang330013，Jiangxi，China）

Abstract:Azero⁃current⁃switchingpush⁃pullDCconverterwasproposedwithavoltagedoubleonthesecondary⁃side.TheenergywastransferredbytheLCresonancebetweenthevoltage⁃doublecapacitanceandtheleakageinductor.Theconverteradoptedfrequency⁃modulatingmethodwithswitchingfrequencylessthanresonantfrequency.AllpowerswitchesanddiodescouldachieveZCS.Thediodesonlysustainoutputvoltage.Eachoperationmodeswasanalyinzedindetail.Therelationamongvoltage⁃gainandfrequencyratiom，magnetizinginductance/leakageinductorratiohandqualityfactorQ，wasderived.Theturnsofthesecondary⁃sidewindingarehalfofthatinatraditionalpush⁃pullconverter.Takinganinverterappliedinavehicleforexample，thedesignmethodwasdictated.Thepeakefficiencytestedina600Winverterprototypereached91.5%.Thetestwaveformsverifiytheconverteravailable.

推挽逆变器尖峰吸收电路

推挽逆变器尖峰吸收电路是一种运用于电源电路的重要保护装置，其主要作用是避免负载瞬间突发电压或电流超过设定值，从而保护负载和电源的稳定性。推挽逆变器尖峰吸收电路的工作原理、优点以及应用场景等方面都值得我们深入探讨。

一、工作原理

在推挽逆变器输出端，当负载从高电平过渡到低电平的瞬间，可能会产生一个短时间内的高电压或高电流，这可能会导致晶体管或其他电子元件损坏。为了解决这个问题，需要采用一种能够吸收这些突然增加的峰值电压或电流的保护装置，这就是推挽逆变器尖峰吸收电路。

推挽逆变器尖峰吸收电路通常采用瞬时电流限制、反向恢复二极管和电容器等元件组成。当负载过渡时，电容器会吸收负载过渡时的电压或电流的瞬变部分，从而防止这些电压或电流反向传播到逆变器中。电容器的容值要根据逆变器工作频率和负载容量来选择，同时反向恢复二极管也需要根据负载的电流特性来选择。

瞬时电流限制器通常结构简单，它采用电阻，压控晶体管（VCT）和电压自动调整（VAD）等元器件来实现。当负载电流突然增大时，瞬时电流限制器会随之减小其负载值，从而防止逆变器中电源过载，保护逆变器电源稳定性。

二、优点

1、保护负载稳定性

推挽逆变器尖峰吸收电路可以吸收负载突然增加的电压或电流，从而保护负载的稳定性。

2、保护电源稳定性

由于推挽逆变器尖峰吸收电路可以防止电源过载，所以它可以通过保护电源稳定性来保证电路的正常工作。

3、提高系统性能

推挽逆变器尖峰吸收电路的存在可以有效提高系统的工作效率和性能。

三、应用场景

推挽逆变器尖峰吸收电路主要应用于无线电收发设备、照明设备、电动汽车、无线电通信等领域。它广泛应用于工业控制和自动化、医疗、交通运输和通讯设备等领域。

四、结论

总之，推挽逆变器尖峰吸收电路是一种非常重要的电源保护装置，本文简单介绍了它的工作原理、优点以及应用场景。我们深信，随着科学技术的不断发展，推挽逆变器尖峰吸收电路将得到更加广泛的应用。

串联谐振软开关推挽电路研究的开题报告

一、选题背景

谐振电路是一种特殊的电路，当工作在谐振频率时，其谐振电流往往比非谐振电路更大，能够实现更高效率的电能转换。谐振电路在开关电源、无线传输、雷达等领域广泛应用。在现代工业中，推挽电路作为一种常用的驱动电路，其在信号处理、电机驱动、电源管理等方面也有着广泛的应用。

二、研究目的

本研究旨在设计一种串联谐振软开关推挽电路，研究其电路特性及稳定性，并优化其效率和性能，实现高效的电能转换和驱动控制。

三、研究内容

1.设计串联谐振软开关推挽电路，进行电路仿真和分析。

2.研究谐振电路对推挽电路稳定性的影响，改进电路设计，提高电路性能。

3.优化电路结构，降低电路损耗，提高电路效率。

4.进行实验验证，分析电路的实际性能并与仿真结果进行比较，得出结论。

四、预期成果

1.设计一种功能稳定、性能优异的串联谐振软开关推挽电路。

2.研究谐振电路对推挽电路的影响，提出改进方案，优化电路设计。

3.进行电路仿真和实验验证，得到电路性能参数和性能分析结果。

4.形成一份完整的开题报告和论文，发表在国内外权威期刊或学术会议上。

五、拟采用的研究方法

1.电路理论分析和仿真：通过理论计算和电路仿真软件进行电路仿真和分析，得到电路不同参数下的性能数据。

2.电路实验验证：通过电路实验系统，对电路进行实际测试，得到电路实际工作状态下的性能数据和分析结果。

3.文献综述：通过查阅大量相关文献，了解本领域已有的研究成果和应用现状，为本研究提供参考和借鉴。 六、预期进度安排

第一年：开展电路理论分析和仿真研究，设计电路原型，进行电路性能数据采集。

第二年：分析电路性能，优化电路结构设计和参数配置，进行电路实验验证，得出电路性能结果。

第三年：总结电路性能数据和实验结果，撰写论文，并进行论文投稿和展示。如果需要，可对电路进行优化和改进。

七、研究意义

1.本研究将为电力电子电路设计领域提供一种新的高效级串联谐振软开关推挽电路结构与设计方案。

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一种ARM控制的逆变器的设计

作者：王泽庭 王鹏 吕冠达

来源：《电子世界》2013年第17期

【摘要】本设计以ARM作为控制核心，结合推挽升压电路和SPWM逆变电路，实现了将12VDC输入电压转换为110VAC交流正弦电压输出。实验表明，该逆变器具有电压纹波小、动态响应高和全数字等特点，能够满足实际需要。

【关键词】ARM；SPWM；逆变器

1.系统总体方案

1.1 总体设计框图

1.2 SPWM方案选择

1.2.1 PWM电源芯片方案

1.2.2 CPU软件方案

2.系统硬件电路设计

2.1 CPU控制器

CPU是整个逆变器的核心部分，主要负责反馈信号的采集、数字PI闭环计算、PWM波输出、参数设置和外部通信。CPU采用的是ST公司最新推出的STM32F107系列ARM芯片。该系列芯片采用ARM公司32位的Cortex M3为核心，最高主频为72MHz，Cortex核心内部具有单周期的硬件乘法和除法单元，所以适合用于高速数据的处理。芯片具有三个独立的转换周期，最低为1μs的高速模数转换器，三个独立的数模转换器带有各自独立的采样保持电路，所以特别适合三相电机控制、数字电源和网络应用。芯片还带有丰富的通讯单元，包括1个以太网接口、5个异步串行接口、1个USB从器件、1个CAN器件、I2C和SPI等模块。

5.总结

基于ARM（STM32F107）的全数字控制的逆变器具有高精度、小体积、全数字等特点，所有电源参数直接通过人机界面设定并存储，并具备与上位机远程通信的功能。实验表明，逆变器能够实现软启动功能，当出现过流、过压、过载情况时，能够迅速封锁PWM脉冲和关断MOSFET，并及时将故障信息显示出来，实现了逆变器的智能化。