原创 高频链逆变电源的设计

    首先简要地介绍了逆变电源 ，采用高频链逆变技术的优势，然后具体针对1000VA高频链逆变电源进行了主电路和控制方案的设计，并对设计中可能出现的问题进行了考虑，最后给出了相应的仿真波形和实验波形，证明了该逆变电源具有良好的性能。

　　在传统的逆变电源中，由于大部分采用的都是逆变器—工频变压器—滤波器的结构，使得整个逆变电源又大又笨重，难以满足人们对现代电源高功率密度、高效率、高可靠性、小型轻量化的要求，而且由于制造工频变压器需消耗大量的铁和铜，所以使整个逆变电源的造价很高。为了克服传统逆变器的缺点，Mr.ESPELAGE于1977年提出了高频链技术的概念，并由于高频链技术能够大大减小逆变电源的重量和体积，所以成为国内外争相研究的热点。
高频链技术是指利用高频开关技术使隔离耦合变压器实现高频化、小型化、无噪声化的技术。由于
U=4.44fNBS
式中：U为正弦电压有效值（V）；
f为正弦电压频率（Hz）；
N为绕组匝数（匝）；
B为铁心磁通密度（T）；
S为铁心的横截面积（m2）。

　　所以，当电压和铁心材料选定时，f与NS成反比，即f越大，NS越小，这样就可以达到减小变压器的体积和重量的目的。
本文针对电气化铁路中广泛应用的25Hz逆变电源进行了高频链设计。

2主电路的设计

　　随着高频链技术的不断成熟，现在从结构上主要分为二类，即高频链DC/DC变换型和高频链周波变换型。
高频链DC/DC变换型就是在传统逆变电源的直流侧和逆变器之间加入一级DC/DC变换器，由于DC/DC变换器采用的是高频变换，所以电路中使用的是高频变压器，这样就可以省掉体积庞大的工频变压器，其电路结构如图1（a）所示。虽然DC/DC变换型实现起来比较容易，但是存在功率只能单向流动，负载不能向电源回馈能量；三级功率变换，既使得系统效率低，又使得系统复杂，从而降低了系统的可靠性等缺点。
高频链周波变换型主要由高频电压源逆变器、高频变压器和周波变换器组成，其电路结构如图1(b)所示。与高频链DC/DC型相比，该逆变器实现逆变只经过两级功率变换，降低了变换器的通态损耗和系统的复杂性，提高了系统的效率和可靠性，而且功率可以实现双向流动。本文介绍高频链周波变换型的主电路设计。 

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