基于软开关技术馈能性电子负载的研究

随着我国经济的迅速发展,能源问题在当今社会受到越来越多的关注。馈能性电子负载是一种能够模拟实际电阻负载特性的新型电力电子装置,用于直流电源功率试验。并将测试的直流电能逆变为交流并入电网,实现电能的再生利用。该装置具有节能、体积小、重量轻、节省安装空间、试验性能优良等优点。软开关技术是电力电子装置高频化、高功率密度发展的关键技术,因此把软开关技术应用到馈能性电子负载中是非常必要的。 本文从方案分析入手,详细讨论整个系统的重点,并给出较优的解决方案。系统由DC/DC升压变换器和DC/AC逆变器两部分构成,作者在查阅国内外大量变换器的资料基础上,基于软开关的考虑,DC/DC变换选择移相全桥软开关隔离变换器,其优点可降低副边占空比丢失,饱和电感和辅助谐振网络的引入,解决低压大电流输入情况下宽负载范围内实现ZVS和副边占空比丢失的矛盾;逆变部分采用辅助开关零电流开关软开关技术,其优点是电路所用的电感值小,引入损耗小,并且控制方法简单。主电路开关元件选择IGBT。 为了满足馈能性电子负载有良好的动静态特性,使电能高质量的反馈到电网中,DC/DC变换器采用平均电流模式下的双闭环控制,提高变换器性能,稳定直流输出电压;整个系统中,并网电流的跟踪控制是非常关键的,本文研究零误差电流跟踪控制的方案,改善并网电流波形,并建立模型进行仿真验证。 本文详细分析馈能性电子负载的原理,推导重要公式,并对主要参数的选择进行讨论,最后进行仿真,表明该方案较好地实现电子负载的功能,负载模块交流侧电流近似正弦,谐波含量小,功率因数非常高。