不可控整流器46和48实现。变压器42的初、次级绕组匝数比1:1,次级两个绕组。产生相同的电压经过不可控整流器46和48对两个电容组36和38充电,可保证串联电容组的均压充电。待充电完成,逆变器40开始工作,直流母线电压23无法调节。
如图3所示,逆变器40增加了开关管28,可输出5种脉冲电平,5种脉冲电平的值固定不变,只是离散的5个值。开关管2、4、6、8、28只在谐振电流过零点时切换,因此开关频率固定,为谐振频率。逆变器40的工作状态有5种。分别称为2正向谐振、1正向谐振、自由谐振、1反向谐振和2反向谐振。5种状态的作用周期也固定,为谐振周期一半的整数倍,也可以使5种状态的工作周期在升压阶段和稳定阶段选用不同的值,但都是谐振周期一半的整数倍。
5种状态的开关导通方式为:(1) 谐振电流为正时,2正向谐振是导通开关管2和8;谐振电流为负时,2正向谐振是导通开关管4和6。(2) 谐振电流为正时,1正向谐振是导通开关管28和8;谐振电流为负时,1正向谐振是导通开关管28和6。(3) 谐振电流为正时,自由谐振导通开关管2或8,导通开关管2与二极管16使得串联谐振电路形成回路。导通开关管8与二极管14使得串联谐振电路形成回路;谐振电流为负时,自由谐振导通开关管4或6,导通开关管4与二极管18使得串联谐振电路形成回路,导通开关管6与二极管12使得串联谐振电路形成回路。(4) 不管谐振电流是正或负。1反向谐振是导通开关管28,谐振电流为正时,开关管28与二极管16使得串联谐振电路向电容组36回馈电能;谐振电流为负时,开关管28与二极管8使得串联谐振电路向电容组38回馈电能。(5) 不管谐振电流是正或负,2反向谐振是关断开关管2、4、6、8和28。当谐振电流是正时,二极管14和16导通使得串联谐振电路向直流母线上回馈电能;当谐振电流为负时。二极管12和18导通使得串联谐振电路向直流母线上回馈电能。
逆变器输出状态概括为正向谐振、自由谐振和反向谐振。正向谐振,直流母线给串联谐振电路和负载提供电能,负载电压17会升高。直流母线电压越高,输出的功率越大,串联电路存储的电能就越多,负载电压17上升的幅度就越大;自由谐振,存储在串联谐振电路的电能向负载供电,由于负载的消耗,负载电压17必然会下降,只是下降幅度较小;反向谐振,存储在串联谐振电路中的
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