高頻小功率單相逆變器的設(shè)計與試驗研究.pdf

1、高頻逆變電源中IGBT(絕緣柵雙極型晶體管，InsulatedGateBipolarTramistot，IGBT)開關(guān)頻率較高，硬件系統(tǒng)中的一些濾波器件可以選擇更小的，這樣不僅可以減少逆變電源的體積和重量，還可以大大提高逆變器的功率密度和指標(biāo)性能，因此高頻逆變器系統(tǒng)在航海、航空、車載冰箱以及野外等場合得到了廣泛的應(yīng)用。但逆變器的高頻化也帶來了一些問題，如對環(huán)境電磁干擾增大,IGBT開關(guān)損耗增加;濾波器件的小型化也可能造成逆變器輸出波形的

2、畸變度增大。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，高頻逆變器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，因此對逆變器的輸出波形的失真度、可靠性以及動態(tài)響應(yīng)的要求也越來越高。因此進(jìn)一步開展對高頻小功率單相逆變器的設(shè)計和試驗研究具有必要性和現(xiàn)實意義。
　　 論文選題針對高頻小功率單相逆變器，在保障輸出波形質(zhì)量的條件下，選擇較小電容、電感等濾波元件，實現(xiàn)整個逆交器的進(jìn)一步小型化，并根據(jù)單相逆變器系統(tǒng)的工作原理，確定了單相逆變器的總體設(shè)計方案。在硬件電路上，選用Micr

3、ochip公司的PIC18F23K20為主控芯片，該芯片具有四路增強(qiáng)型PWM(脈沖寬度調(diào)制，PulseWidthModulation，PWM)輸出，10位分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊，且芯片解密度高，具有出色的計算性能，可對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析，并給出準(zhǔn)確的處理;為保障電路工作可靠性，減少外部環(huán)境的電磁干擾，選用集成于IGBT驅(qū)動電路、過溫保護(hù)電路和全橋逆變電路為一體的英飛凌公司的IKCS12F60F2A芯片。對單相逆變電源中的電流、電壓、溫

4、度保護(hù)功能進(jìn)行了設(shè)計分析，完成了逆變電源的波形控制試驗。試驗以逆變電源的IGBT開關(guān)頻率、極性電容、LCL濾波電感和電容為因素，進(jìn)行單因子試驗，分析研究對逆變器輸出波形的影響。
　　 試驗結(jié)果表明:提高IGBT開關(guān)頻率可以有效改善輸出單相正弦波形畸變度，輸出諧波較少;增加直流側(cè)極性電容，其輸出波形可得到明顯改善，正弦度大大提高;同時增大電解電容也會使整個逆變系統(tǒng)體積增大，且電解電容易老化，故需合理選擇電解電容大小，既要保證輸出波