基于软开关技术的级联式逆变器仿真研究

杨 鑫 韩如成 智泽英

（太原科技大学，太原 30024）

多电平变换技术的思想最早是在 1980年IAS年会上，由日本长岗科技大学的 A. Nabae 等人提出的[1]。主要包括二极管钳位式、飞跨电容箝位式以及级联型逆变器3种。由于其可以在一定程度上缓解功率开关器件耐压不足与高压大功率驱动器之间的矛盾，并且可以减小 dv/dt和di/dt，降低输出电压的谐波含量，成为了人们在大功率驱动领域的研究热点。但是目前大多数的逆变器都工作在硬开关状态，而为了达到较好的输出效果，开关器件都工作在比较高的开关频率下，如此会产生较高的开关损耗，并对周围的设备产生严重的电磁干扰，针对这一问题很多学者致力于研究多点平逆变器的软开关技术。目前大多数研究都集中在输出效果较好的箝位式多电平逆变器的软开关研究。但是由于箝位式多电平逆变器本身结构比较复杂，在添加辅助软开关电路之后，其电路结构、控制方式变得更加复杂，使得电路的可靠性大大降低，目前仅局限于理论研究，无法进一步实现应用[2]。本文在对各种多电平逆变器及各种软开关技术的基础上，权衡利弊，提出了一种较为实用的混合级联式多电平逆变器，并加入了软开关电路，实现了部分级联单元开关器件的软开关动作。此种电路拓扑结构降低了电路结构、控制方式的复杂度，通过Simulink/Matlab仿真软件验证了电路仍然可以达到较好的输出效果。

1 主电路及工作原理

基于软开关技术的新型混合级联式多电平逆变器主电路的拓扑结构如图1所示。……