单极倍频SPWM软开关DC/AC逆变器的绿色高效设计与实现

本文主要探讨了单极倍频电压型SPWM软开关DC/AC逆变器的设计，针对传统硬开关PWM逆变器存在的问题，如大开关损耗和严重的电磁干扰(EMI)，该设计旨在通过采用软开关技术来提高效率和减少噪声。文章首先介绍了背景，强调了PWM功率变换技术的广泛应用以及硬开关逆变器面临的挑战。 在设计部分，作者提出了一种新颖的单极倍频SPWM软开关DC/AC逆变器。其主电路结构包括电容C1至C4、Cr1至Cr2以及电感Lr1和Lr2，这些元件通过精心配置使得功率管能够实现零电压开关(ZVS)操作，从而降低开关损耗。工作波形图展示了两种工作模式： 1. 工作模式1 (t0-t1): 在这个阶段，S1和S3导通，S2和S4关闭，电流iLr1从电源流向负载，同时电容CE1放电。当iLr2达到最大值时，对应于等效电路的图3(a)拓扑。 2. 工作模式2 (t1-t2): S1继续导通，而S3关闭，其集电极电流转移到缓冲电容C3进行充电，C3电压逐渐升高。 通过移相软开关技术，本文设计的逆变器可以实现更平滑的电流和电压变化，减少开关损耗，同时降低电磁干扰，满足开关电源高频化和绿色化的需求。这种设计对于提高电力电子设备的能效和环保性能具有重要意义，是现代电力系统中一个重要的研究热点。