详解一款高频输出不对称半桥逆变器电路

引言

近年来提出了一种新的高频输配电系统HFPDS(Highfrequencypowerdistributionsystem)，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。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2不对称半桥逆变器的关键波形

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：