[发明专利]一种具有软开关特性的高频电源逆变系统

说明书

本发明公开了一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，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。本发明通过增加一些小容量的电容、小容量的电感构成LCC谐振电路，将LCC并联谐振电路引入电除尘高频电源逆变电路中，起到辅助换流系统降低开关损耗的作用。

技术领域

本发明涉及一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，具体涉及一种在电除尘高频电源逆变电路中引入LCC并联谐振电路，共同构成具有软开关特性的高频电源逆变系统。

背景技术

传统电除尘设备大多采用可控硅工频电源，具有输出直流脉动大、能量转换效率低、三相输出电压不平衡，对用电设备闪络冲击大等缺点。电除尘用高频电源(HighFrequency Power Supply)作为一种新型大功率直流电源用IGBT等大功率开关电子元器件代替传统的可控硅工频电子元器件，与传统工频电源相比，具有输出电压等级高、功率因素高，与电除尘其他用电设备的匹配性能良好、电源的转换效率高等特点。实现了对能源高效利用、提升电除尘工作效率、减少工厂烟气污染粉尘排放的目的。

电除尘用高频电源作为一种大功率电源，其中的逆变电路模块常常工作于高功率环境中，逆变电路模块中的IGBT开关元器件在开通、关断过程中功率较大，并且由于输出是高频信号，所以开关频率很高。IGBT开关元器件在通断过程中两端施加电压与流过的电流在时间上存在重叠关系，这就会导致开关损耗，此类IGBT开关元器件通断过程就是逆变电路的硬开关运行状态。逆变电路的硬开关运行会导致IGBT开关元器件温度升高，引起IGBT元器件开关损耗进一步增大，严重时会烧毁整个电路。另外，逆变电路的硬开关运行还会导致控制系统存在电磁干扰现象，对整个高频电源控制系统的稳定运行带来了隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，通过增加一些小容量的电容、小容量的电感构成LCC谐振电路，将LCC并联谐振电路引入电除尘高频电源逆变电路中，起到辅助换流系统降低开关损耗的作用；从降低开通损耗，关断损耗两个方面实现软开关功能；从变压器自身漏感、外接串联电容和变压器绕组分布电容分析LCC串并联谐振电路参数。

本发明采取如下技术方案来实现的：

一种具有软开关特性的高频电源逆变系统，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。

本发明进一步的改进在于，包括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。

本发明进一步的改进在于，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。

本发明进一步的改进在于，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。