[发明专利]一种具有软开关特性的高频电源逆变系统

权利要求书

1.一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，其特征在于，包括全桥逆变电路模块、具有软开关特性的LCC并联谐振电路模块；其中，

所述全桥逆变电路模块作为电除尘用高频电源的核心组成部分，控制着高频电源装置的电压输出，具有软开关特性的LCC并联谐振电路模块串联于所述全桥逆变电路模块输出端，能够降低所述全桥逆变电路模块中IGBT元器件开关损耗、避免电磁干扰带来的隐患。

2.根据权利要求1所述的一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，其特征在于，全桥逆变电路模块包括IGBT开关元器件V1-V4，IGBT开关元器件V2的集电极连接GBT开关元器件V1的发射极，IGBT开关元器件V4的集电极连接GBT开关元器件V3的发射极，IGBT开关元器件V1的集电极和IGBT开关元器件V3的集电极连接在滤波电容C的一端，IGBT开关元器件V2的发射极和IGBT开关元器件V4的发射极连接在滤波电容C的另一端。

3.根据权利要求2所述的一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，其特征在于，全桥逆变电路模块所采用的IGBT开关元器件在选型时，从1)耐流值和2)耐压值两个方面考虑。

4.根据权利要求3所述的一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，其特征在于，1)耐流值：IGBT开关元器件耐流值即最大电流值为整流模块输出电流的2倍，电除尘用高频电源直流母线电流I_DC＝150A，则IGBT开关元器件耐流值为300A，依据规程：IGBT开关元器件短时耐流要达到输入电流的2-3倍，所以在IGBT开关元器件选型时，耐流参数选择为600A。

5.根据权利要求3所述的一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，其特征在于，2)耐压值：逆变电路模块两端输入电压即整流模块输出电压最大值U_DC＝561V，在全桥逆变电路中，每桥臂由两个IGBT开关元器件串联组成，故每个IGBT开关元器件耐压值为561/2＝280.5V，依据规程：IGBT开关元器件短时耐压要达到输入电压的2-3倍，所以在IGBT开关元器件选型时，耐压参数选择为841.5V。

6.根据权利要求2所述的一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，其特征在于，具有软开关特性的LCC并联谐振电路模块在软开关技术实际应用的，将开断灵活组合以达到最优通断效果，在电除尘用高频电源逆变电路模块，利用零电压开通方式来降低开通损耗，利用零电流关断方式消来降低关断率损耗。

7.根据权利要求6所述的一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，其特征在于，零电压开通原理是：在IGBT开关元器件开通之前，先使其两端电压降为零，在IGBT开关元器件开通过程中，对元器件下达门极驱动命令信号，减少开通过程中的电流、电压重叠时间进而降低功率损耗。

8.根据权利要求6所述的一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，其特征在于，零电流关断原理是：在经IGBT开关元器件逆变得到的交流电自然过零点附近，不再下达门极驱动命令信号，使IGBT开关元器件处于无电流流过状态下关断；采用LCC谐振电路拓扑作为逆变电路模块的后级电路实现软开关特性，LCC并联谐振电路三个参数：变压器自身漏感L_s、外接串联电容C_s和变压器绕组分布电容C_p，在参数选型上，根据规定：变压器自身漏感L_s和变压器绕组分布电容C_p与设备特性有关，在电除尘用高频电源谐振电路中，变压器自身漏感取值范围为：12μH≤L_S≤15μH，变压器绕组分布电容取变压器自身漏感L_S＝13μH，变压器绕组分布电容C_P＝1μF，升压变压器匝数比为1:153；外接串联电容C_s计算公示为：其中：f_s——逆变电路模块输出频率，kHz；η——电源转换效率，取95％；k——等效分布电容于串联谐振电容之比，通过计算得出外接串联电容C_s＝6μF。