1 kVA高性能單相中頻逆變電源的研制

何昕東，汪 洋，石健將

（浙江大學電氣工程學院，杭州 310027）

400 Hz中頻逆變電源廣泛應用于船舶、航空器等領域的電能變換，并對其功率密度、功率等級、效率及可靠性等指標提出了較高的要求。通常，中頻逆變器的設計難度相對于工頻逆變器更高[1]，例如，需要更高的帶寬，數字控制帶來的延時影響更大。尤其是航空電源中的低壓28 V輸入/115 V輸出的中頻逆變電源，由于存在升壓比較高、輸入電流較大等問題，會出現例如穩定性變差以及功率密提升困難等問題，導致設計困難加大。因此，國內外有較多相關學者對中頻逆變器開展了研究。文獻[2]提出了兩級結構的逆變電源，前級采用獨立輸出電壓閉環并-串型 IPOS（input parallel and output series）結構的DC-DC變換器，后級采用T型三電平三相逆變器提高電源功率密度，但存在前級DC-DC變換器動態響應不夠快的缺點，而且相對于單相來說沒有直流側二次紋波電流；對于IPOS結構的均功率和穩壓控制，文獻[3]使用單獨電壓環，使各模塊共用相同占空比，具有控制簡單的優點，但模塊的差異性會導致功率不能均分；文獻[4]提出了加入輸出電壓環和均壓環的控制方法，功率均分效果好，但系統較為復雜，且總串聯電壓在負載擾動下的動態響應速度不夠快；由于單相逆變器直流側會產生二次紋波電流，為抑制其對前級的影響，應采用較大的中間電容[5]；為了減小電容從而提高功率密度，文獻[6]提出了DC-DC級控制采用改進型負載電流前饋方法，來抑制逆變器直流側二次紋波電流對前級的影響，但并未考慮多模塊級聯的情況；……