電力電子開關(guān)換向過(guò)程能量吸收回饋方法研究.pdf

1、在電力電子變換器中，器件損耗包括開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，因此需要在開關(guān)器件周圍安裝一定的散熱裝置。而開關(guān)損耗與其控制脈沖的開關(guān)頻率成正比，隨著開關(guān)頻率的提高，為減小散熱器體積以及提高系統(tǒng)的效率，則需要減小其開關(guān)損耗。目前軟開關(guān)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)開關(guān)損耗減小的主要方式，并且依據(jù)輔助回路中有無(wú)有源開關(guān)管分為有源軟開關(guān)方式和無(wú)源軟開關(guān)方式。其中無(wú)源軟開關(guān)技術(shù)由于其開關(guān)時(shí)刻不受電路中參數(shù)變化的影響，且沒(méi)有需與主開關(guān)配合的輔助開關(guān)，從而受到很多研究者關(guān)注。特

2、別是隨著變換器功率的提高，無(wú)源軟開關(guān)技術(shù)被應(yīng)用到橋臂單元中，在減小開關(guān)損耗的同時(shí)，增加一個(gè)能量回饋單元將節(jié)省的開關(guān)損耗反饋至電源側(cè)。但是在傳統(tǒng)能量無(wú)源回饋的方法中，回饋支路存在環(huán)流，從而會(huì)降低變換器的整體效率。為解決上述問(wèn)題，本文提出了四種帶有能量有源回饋吸收的變換器橋臂單元，該能量回饋電路可以是任意一種隔離型DC/DC變換器，其有源開關(guān)管的控制方式與主開關(guān)管相互獨(dú)立，便于實(shí)現(xiàn)模塊化。
　　本研究先從四種帶有能量有源回饋吸收的變換

3、器橋臂單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析，并針對(duì)每個(gè)模態(tài)的等效電路列寫諧振方程，從而計(jì)算出每個(gè)模態(tài)的持續(xù)時(shí)間;然后從無(wú)源軟開關(guān)特性方面對(duì)四種拓?fù)溥M(jìn)行對(duì)比分析，并對(duì)其主開關(guān)管的開關(guān)損耗、輔助二極管附加損耗、能量有源回饋電路損耗等進(jìn)行計(jì)算，從而選擇出輔助管數(shù)量少、電壓應(yīng)力和附加損耗低、應(yīng)用功率場(chǎng)合高的兩種拓?fù)溥M(jìn)行實(shí)驗(yàn);最后文中分別對(duì)單、雙緩沖支路電容、低壓輔助有源開關(guān)管能量有源回饋吸收拓?fù)浯罱?kW的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)測(cè)試開關(guān)波形、開關(guān)損耗

4、以及變換器的整體效率來(lái)說(shuō)明本研究所提出拓?fù)涞膬?yōu)越性。
　　文中針對(duì)帶有能量有源回饋吸收的變換器橋臂單元中IGBT關(guān)斷損耗減小效果不明顯的現(xiàn)象設(shè)計(jì)一種壓控可變電容電路，保證在IGBT關(guān)斷初期，該壓控可變電容等效為大電容特性，從而其CE電壓得到極大的抑制;當(dāng)電流下降為零時(shí)、CE電壓上升至一定值時(shí)，壓控可變電容中的輔助開關(guān)管可自動(dòng)關(guān)斷，其等效為小電容特性，CE電壓迅速上升至關(guān)斷時(shí)的穩(wěn)態(tài)電壓，從而不影響其正常工作。本文針對(duì)其在無(wú)源軟開關(guān)中