当前课程知识点：现代电力电子技术及应用 > 第5章双有源全桥DC-DC变换电路在电力电子变压器中的应用 > 5.6 双有源桥式变换器在交流电力电子变压器系统中的应用 > 5.6 双有源桥式变换器在交流电力电子变压器系统中的应用（上）
大家好
今天我们将介绍双有源桥式变换器
DC-AC高频逆变当中的应用
所谓高频逆变
它的重点是在于对高频的理解
在这主要是指逆变装置主电路当中的
能量传输采用高频方式
没有低频能量传输的原件
它利用高频变压器替代低频变压器
它通过周波变换器传输电能
并且实现了变流装置
一次侧和二次侧电源之间的电气隔离
这样不仅大大减小了
逆变电源的体积和重量
提高了装置的功率密度
而且使装置具有更优良的动态响应特性和
噪音抑制能力
典型的拓扑结构为
双有源桥DC-DC变换器
级联DC/AC逆变器的结构
可以将其视为
DC/AC型电力电子变压器
高频逆变当中高频逆变的应用
它的初衷是为了
去除常规逆变电源当中
庞大而笨重的工频变压器
减小输出滤波器的体积
消除工频变压器和滤波器的音频噪声
加快逆变电源对输入电压和
负载扰动的动态响应
基于以上考虑
1977年提出了高频链逆变的技术概念
其主要思想是用高频变压器
替代工频变压器
以减小逆变器的体积和重量
经过四十余年的发展
高频链逆变技术在拓扑结构、控制技术
有源钳位及软开关技术等方面
取得了显著的成就
通常
高频链DC-AC逆变电路
有以下几类常见的划分形式
首先按照负载的相数可以分为
单相和三相
如下图所示
按功能能否双向流动
可以分为单项逆变和双向逆变
单向变流器通常输出侧采用二极管
这样的话
电流只能单向流动
双向变流器通常在
高频逆变器副边采用IGBT
反并联二极管的结构
这样能够实现
有功功率和无功功率双向流通
单向高频链逆变器的应用较为广泛
大多数应用在UPS系统和太阳能系统
这类应用在直流侧和逆变器之间插入
一级DC/DC变换
使用高频变压器实现
电压比调整和电气隔离
其缺点是
只适用于电源向负载单向传输功率的系统
负载不能向电源回馈能量
另外能量需要经过三级功率变换
即高频逆变、高频整流、低频逆变
系统效率相对来说比较低
此外
直流侧LC滤波器的存在
使系统的动态响应变慢
三级功率变换器使得系统结构更为复杂
降低了系统的可靠性
双向高频链逆变器
它的特点是电能能够双向传输
在电能传输的过程当中
只需要经过高频逆变器和
周波变换器两级功率变换
其结构比单项高频链逆变
DC/AC功率变换器更为简单
它的通态损耗低
系统效率低
双向电压源高频链DC/AC功率逆变器
虽然解决了功率双向传输的问题
但由于拓扑和开关器件
都工作在硬开关的一个状态
所以它的开关损耗比较大
此外
由于周波变换器采用的是双向开关
在换流期间没有续流回路
会产生很高的过压
电路工作不稳定
电磁干扰严重
因此必须采用缓冲电路
和有源电压钳位电路来吸收过电压
此外
按电能变换次数可以分为
两极变化和单级变换分别如下图所示
按功率变换器的类型可以分为
电压源型和电流源型
双向电压源高频链DC/AC功率变换器
它的拓扑开关器件都工作在
硬开关的模式下
所以损耗较大
在换流期间没有续流回路
会产生很高的过电压
所以它的电磁干扰会比较严重
因而必须采用缓冲电路来吸收它的过电压
电流源高频链逆变
他的拓扑具有结构简单
能量能够双向流动
控制易于实现的优点
解决了电压源逆变器固有的电压过冲问题
但是
由于逆变器工作在电流断续状态
电路的电流应力和通态损耗比较大
按高频变压器输入测电压的波形可以分为
谐振型和非谐振型
基于谐振环节的高频链逆变器
这类逆变器依靠谐振电流来传递能量
高频变压器前端为全桥结构加谐振网络
电路的工作频率由谐振频率决定
原副边开关器件在谐振电流过零点
进行切换
各开关管可以实现零电流开关
高频变压器后级存在
由双向开关组成的周波变换器
电路能够实现四象限工作
能量可以双向流动
适用于不同性质的负载
此类拓扑依靠谐振电流来传递能量
滤波器设计简单
只有电容没有电感
此类电路拓扑很好的解决了
双向电压源型高频链逆变器
由于硬开关所带来的电压尖峰问题
为了适应负载的多样性
并实现高功率密度逆变
单级双向高频链逆变电源
获得了较为广泛的一个应用
它的主电路结构由
高频逆变桥
高频隔离变压器
周波变换器和输出滤波器四部分组成
下图给出了相应的结构图
而且全控型器件的应用可以使逆变电源
实现四象限运行
它的等效结构为双有源桥式变换器
与DC/AC相互级联的结构
综上所述
我们可以知道
通过双有源桥式变换器
与DC/AC逆变器级联的
这样的一个拓扑结构
我们可以实现
DC/AC型电子变压器的一个应用
以上内容是我们关于
双有源桥式电路
在高频逆变当中应用的介绍
-1.1无功补偿与有源滤波概述
-1.2SVG与APF关键技术
-1.3三相桥式PWM逆变电路
-1.4瞬时功率计算方法
-1.5谐波和无功电流的实时检测
-1.6SVG工作原理及应用
-1.7APF系统控制与仿真
-1.8SVG控制技术与仿真
-第一章习题
-2.1 风力发电技术概述
-2.2 风力发电机组
-2.3 双PWM变流器的运行
-2.4 风力机模型
-2.5 双PWM变流器的数学模型
-2.6 DFIG的数学模型
-2.7 DFIG的控制策略
-2.8 PMSG的数学模型
-2.9 PMSG的控制策略
-第二章习题
-3.1 柔性直流输电系统概述
-3.2 柔性直流输电的拓扑结构
-3.3 子模块的拓扑结构及工作原理
-3.4 MMC的调制方法——NLM
-3.5 MMC的调制方法——PWM
-3.6 MMC-HVDC的建模
-3.7 MMC的谐波分析
-3.8 MMC的均压均流控制
-3.9 柔直换流器的控制系统
-第三章习题
-4.1 蓄电池储能系统概述
-4.2 双向DC-DC变换电路拓扑
-4.3 双向Buck/Boost变换器工作原理（一）
-4.4 双向Buck/Boost变换器工作原理（二）
-4.5 双向Buck/Boost变换器数学模型
-4.6 蓄电池模型
-4.7 基于双向Buck/Boost变换器的BESS充放电控制
--4.7 基于双向Buck/Boost变换器的BESS充放电控制
-第四章习题
-5.1 电力电子变压器及隔离型DC-DC变换器概述
--5.1 电力电子变压器及隔离型DC-DC变换器概述（上）
--5.1 电力电子变压器及隔离型DC-DC变换器概述（下）
-5.2 双有源桥式变换器拓扑及工作原理
-5.3 双有源桥式变换器最小无功功率控制
-5.4 双有源桥式变换器软开关技术
-5.5 双有源桥式变换器在直流电力电子变压器中的应用
-5.6 双有源桥式变换器在交流电力电子变压器系统中的应用
--5.6 双有源桥式变换器在交流电力电子变压器系统中的应用（上）
--5.6 双有源桥式变换器在交流电力电子变压器系统中的应用（下）
-第五章习题
