使得开关管实现软开关。
[0048] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种输出电压相位自同步的LCLC-T谐振型高频逆变器，包括：半桥单元（X)、反向串 联开关管单元（Y)和LCLC-T谐振网络单元（Z)，其特征在于：所述半桥单元（X)、反向串联 开关管单元（Y)和LCLC-T谐振网络单元（Z)依次连接。2. 根据权利要求1所述的输出电压相位自同步的LCLC-T谐振型高频逆变器，其特征 在于，所述反向串联开关管单元（Y)包括第三谐振电容（C3)、第四谐振电容（C4)、第三二极 管（VD3)、第四二极管（VD4)、第三开关管（S3)和第四开关管（S 4);所述第三开关管（S3)的 源极、第三二极管（VD3)的阳极、第三谐振电容（C3)的一端、第四二极管（VD4)的阳极和第 四谐振电容（C4)的一端均与第四开关管（S4)的源极相连接。3. 根据权利要求2所述的输出电压相位自同步的LCLC-T谐振型高频逆变器，其特征在 于，所述半桥单元（X)包括第一电解电容（Cfl)、第二电解电容（Cf2)、第一谐振电容（C 1)、第 二谐振电容（C2)、第一二极管（VD1)、第二二极管（VD2)、第一开关管（S 1)和第二开关管（S2); 所述第一电解电容（Cfl)和第二电解电容（Cf2)的电容值相等；所述第一电解电容（C fl)的 负极与第二电解电容（Cf2)的正极相连，所述第一开关管（S1)的漏极、第一二极管（VD 1)的 阴极和第一谐振电容（C1)的一端均与第一电解电容（Cfl)的正极相连接；所述第一开关管 (S1)的源极、第一二极管（VD1)的阳极和第一谐振电容（C1)的另一端均与第二开关管（S 2) 的漏极相连接；第二二极管（VD2)的阴极和第二谐振电容（C2)的一端均与第二开关管（S 2) 的漏极相连接；所述第二开关管（S2)的源极、第二二极管（VD2)的阳极和第二谐振电容（C 2) 的另一端均与第二电解电容（Cf2)的负极相连接； 所述LCLC-T谐振网络单元（Z)包括串联谐振电路和并联谐振电路，所述串联谐振电路 包括相互串联的串联谐振电感（Ls)和串联谐振电容（Cs)，所述并联谐振电路包括相互并联 的并联谐振电感（Lp)和并联谐振电容（Cp);所述串联谐振电感（Ls)的一端与串联谐振电容 (Cs)的一端相连接；所述并联谐振电感（Lp)的一端、并联谐振电容（Cp)的一端均与串联谐 振电容（Cs)的另一端相连接； 所述反向串联开关管单元（Y)中第三谐振电容（C3)的另一端、第三二极管（VD3)的阴 极和第三开关管（S3)的漏极、LCLC-T谐振网络单元（Z)中串联谐振电感（Ls)的另一端均 与半桥单元（X)中第一电解电容（Cfl)的负极相连接；所述反向串联开关管单元（Y)中第四 谐振电容（C4)的另一端、第四二极管（VD4)的阴极和第四开关管（S4)的漏极、LCLC-T谐振 网络单元（Z)中并联谐振电感（Lp)的另一端和并联谐振电容（Cp)的另一端均与半桥单元 (X)中第一开关管（S1)的源极相连接； 所述第一开关管（S1)、第二开关管（S2)、第三开关管（S3)、第四开关管（S 4)的第一驱动 信号（G1)、第二驱动信号（G2)、第三驱动信号（G3)、第四驱动信号（G 4)由三角载波（Tri)与 直流电压（〇比较获得，当三角波（Tri)大于直流电压（〇时，第一开关管（S1)、第二 开关管（S2)交替导通；在第一开关管（S1)导通的过程中，第三开关管（S3)从三角波Tri到 达峰值时刻开始导通，在第二开关管（S2)导通时关断；在第二开关管（S2)导通的过程中，第 四开关管（S4)从三角波Tri到达峰值时刻开始导通，在第一开关管（S1)导通时关断；一个 工作周期分为以下六个阶段： 阶段I :第四开关管（S4)关断，第一开关管（S1)导通，且开关管网络输出电压（Uab)等 于输入直流电压值（V2in)的1/2 ; 阶段II :第一开关管（S1)导通过程中，第三开关管（S3)开通，开关管网络输出电压值 (Uab)等于输入直流电压值（V2in)的1/2,且谐振电流⑴大于0,并逐渐增加； 阶段III :第一开关管（S1)关断，第一谐振电容（C1)充电，第二谐振电容（C2)、第四谐 振电容（C4)放电，至所述第一开关管（S1)的源极和第二开关管（S2)的漏极的交汇点（A)的 电位变成输入直流电压值（V2in)的1/2时开关管网络输出电压值（Uab)等于0,由于此时第 三开关管（S3)开通，故电流从反向串联开关管单元（Y)流过，方向为从上到下； 阶段IV:第三开关管（S3)关断，第二开关管（S2)开通，且开关管网络输出电压值（U ab) 等于负的输入直流电压值（V2in)的1/2 ; 阶段V :第二开关管（S2)导通过程中，第四开关管（S4)开通，开关管网络输出电压值 (Uab)等于负的输入直流电压值（V2in)的1/2,且谐振电流⑴小于0并逐渐增加； 阶段VI :第二开关管（S2)关断，第二谐振电容（C2)充电，第一谐振电容（C1)、第三谐振 电容（C3)放电，至所述第一开关管（S1)的源极和第二开关管（S2)的漏极的交汇点㈧的 电位变成输入直流电压值（V2in)的1/2时有开关管网络输出电压值（Uab)等于0,由于此时 第四开关管（S4)开通，故电流从反向串联开关管单元（Y)流过，方向为从下到上； 所述开关管网络输出电压值（Uab)关于三角载波（Τ")的过零点对称，开关管网络输出 电压值（Uab)的基波Uabi的相位与三角载波（Tri)同步。4. 根据权利要求3所述的输出电压相位自同步的LCLC-T谐振型高频逆变器，其特征在 于，通过改变所述直流电压（〇的值调整控制角α的大小。5. 根据权利要求3所述的输出电压相位自同步的LCLC-T谐振型高频逆变器，其特征在 于，所述串联谐振电路和并联谐振电路在电路工作频率下呈现感性，输出电压总谐波畸变 率THD为：其中，η表示谐波次数，α表示控制角，A1表示串联谐振电路固有谐振角频率和电路 工作角频率的比值，λ2表示并联谐振电路固有谐振角频率和电路工作角频率的比值，Q 1表 示串联谐振电感（Ls)在电路工作角频率下的阻抗值与负载电阻的比值，〇2表示并联谐振电 感（Lp)在电路工作角频率下的阻抗值与负载电阻的比值； 谐振电流i的表达式为：示输入直流电压值（V2in)的1/2, η表示谐波次数，〇^表示电路工作角频率，t表示时间，R 表示负载电阻，A1表示串联谐振电路固有谐振角频率和电路工作角频率的比值，λ 2表示 并联谐振电路固有谐振角频率和电路工作角频率的比值,Q1表示串联谐振电感（Ls)在电路 工作角频率下的阻抗值与负载电阻的比值，Q2表示并联谐振电感（Lp)在电路工作角频率下 的阻抗值与负载电阻的比值； 当= - a/2时，通过求解i (Co1 ·?) < O来确定开关管软开关的最小控制角a min。
【专利摘要】本发明公开了一种输出电压相位自同步的LCLC-T谐振型高频逆变器，包括依次连接的半桥单元X、反向串联开关管单元Y和LCLC-T谐振网络单元Z；半桥单元X包括第一电解电容Cf1、第二电解电容Cf2、第一谐振电容C1、第二谐振电容C2、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第一开关管S1和第二开关管S2；反向串联开关管单元Y包括第三谐振电容C3、第四谐振电容C4、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第三开关管S3和第四开关管S4；LCLC-T谐振网络单元Z包括串联谐振电感Ls、串联谐振电容Cs、并联谐振电感Lp和并联谐振电容Cp。具有在多组逆变器并联时，实现相位自同步，省去相位同步控制单元等优点。
【IPC分类】H02M7/493, H02M1/12, H02M7/5387
【公开号】CN105162349
【申请号】CN201510459150
【发明人】刘俊峰, 李学胜, 曾君
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月29日