高频不对称输出半桥逆变器的介绍

　　近年来提出了一种新的高频输配电系统HFPDS（High frequency power distribution system），与传统的直流配电系统不同的是，HFPDS采用高频交流配电系统。它具有以下优点：（1）系统简单；（2）效率高；（3）可靠性高；（4）成本低。由于输出频率比较高，无法采用SPWM等控制方法，所以目前的高频输出逆变器多为方波或准方波输出，然后通过谐振滤波网络得到高频正弦波。全桥变换器加四阶谐振滤波网络的结构。其优点是能实现所有开关管ZVS，结构简单，效率高，适合大功率场合。本文结合实际课题，采用了不对称。

　　半桥逆变器和谐振式滤波网络，不仅可获得较好的输出波形，同时能够在典型负载为阻性时，从空载到满载范围内实现零电压开关。本文分析了变换器的工作原理，软开关实现条件和谐振滤波电路的设计。

　　图1 高频输出不对称半桥逆变器

　　图1为高频输出不对称半桥逆变器拓扑，由不对称半桥变换器、四阶谐振滤波网络和高频变压器构成。图2 为高频输出不对称半桥逆变器的关键波形。不对称半桥逆变器在一个开关周期中可以分成6个不同的工作时段。当不对称半桥逆变器带阻性负载时，谐振滤波器设计为感性，使输出电压超前串联谐振支路的电流，实现所有开关管软开关。为了分析方便，在不影响分析结果的前提下，做如下假设：①所有开关管、电感、电容、变压器均为理想器件;②谐振滤波器滤波能力足够，输出电压的频率与开关管频率相同。各开关状态的工作情况描述如下：

　　（1）工作模态1［t0---t1］

　　t0时刻，开关管Q2关断。因为负电流is的存在，C1放电，C2充电， 一旦C1端的电压为零时，负谐振电流is使得D1导通。在死区时间内必须有足够的能量将C1中能量抽走。

　　（2）工作模态2［t1---t2］

　　在t1时刻开通Q1，则开关管Q1为零电压开通。此时D1和Q1同时导通。

　　（3）工作模态3［t2---t3］

　　到t2时刻，电流为零。此时以后输入电压加在谐振滤波器的输入端，使电流is正向流动，给负载供电。