高频变压器对多输入逆变器输出电压影响分析

张艳肖，李守智，徐微，曹小鸽

（1.西安交通大学城市学院，陕西西安710018；2.西安理工大学，陕西西安710048）

感应加热电源已经广泛应用于热加工、热处理以及焊接、熔炼等方面[1]，且主要采用电压型逆变电路，由于受到死区时间和开关器件性能的影响，感应加热电源难以实现逆变电路的高频化及大功率输出[2]。

文献[3-6]通过修改开关器件驱动信号的通断来消除死区效应，将补偿电压加到指令电压进行补偿，其算法复杂，精度要求高，且不能完全消除死区时间。鉴于开关频率的限制，常采用多个逆变器联合工作取代单个逆变器[7-9]。文献[10-13]对每个开关管进行分时控制，实现倍频，只是多个逆变器要轮换工作。文献[14]对载波移相SPWM 调制方式下的死区效应进行研究，其没有完全消除死区时间。文献[15]提出分时交错叠加控制，摆脱了死区的影响，但未能解决各逆变电路之间相互影响的问题，也没有对高频变压器结构进行探讨。文献[16]采用3 个逆变器通过高频变压器耦合叠加同时向负载供电，并未讨论高频变压器各绕组之间的相互耦合影响。

该文在文献[17]的基础上进行改进，完全消除了死区时间，通过延迟关断开关管的驱动信号来构造新续流回路，减小了各逆变电路之间的相互耦合影响，提高了逆变器输出电压的电能质量。在此基础上，分析比较了独立铁芯和共用铁芯两种不同结构的高频变压器对多逆变器输出电压的影响。

1 电路拓扑结构及控制原理

1.1 电路拓扑

多个单相电压型逆变电路并联，通过高频变压器耦合成一个高频输出，高频变压器有两种结构[18]：一种是多绕组高频变压器，各逆变器具有独立的输入绕组，一个输出绕组，但是铁芯是共用的；……