三电感双Buck 逆变器
图8(a)、(b)分别为两电感异名端相连耦合和同名端相连耦合电路图,设互感为M,流经电感L1、L2和支路3的电流分别为i1、i2、i3,根据图8(a)可得:
TIDBI的直流电感耦合采用直接耦合方式。图10(a)和(b)分别为TIDBI直流滤波电感异名端相连耦合和同名端相连耦合的电路图。若互感为M,则异名端相连的直流滤波电感去耦后等效感值变为Ldc1M和Ldc2M,同名端相连的直流滤波电感去耦后等效值变为Ldc1M和Ldc2M。由上文分析可知,直流滤波电感越小,附加损耗越大。若采用同名端直接耦合方案,两直流滤波电感等效值非常小,其与功率器件的寄生容谐振产生的谐振电流非常大,将会造成非常大附加损耗。故本文采用异名端相连的耦合方案,其等效直流滤波电感感值为Ldc1MLdc2M。互感系数M越大其等效直流电感越大,附加损耗越小,本文耦合直流滤波电感采用全耦合Ldc1Ldc2M。逆变器工作时,由于耦合电感感应电势的作用,可能会使功率器件导通,从而出现环流,产生损耗。图10(a)为异名端相连耦合的TIDBI等效图,在交流滤波电感电流正半周期内,3个电感的交点电压为
由于输出滤波电容的作用,输出电压落后于交流滤波电感电流,如图3所示。为输出电压与交流滤波电感电流的相位差,则TIDBI的输入输出电压分别为
式中输出电压有效值Uo115V。根据式(30)、(32)、(33)可知,UD20,二极管不导通。DS2不导通的条件是UDS20,根据式(31)、(33)可以得到DS2不导通时,Lac和Ldc1的关系:
工程中一般取cos10.75,由式(35)可知,Lac0.6Ldc1时,DS2不导通,逆变器工作过程中不会出现环流。若Lac0.6Ldc1时,DS2导通,会有环流产生。文献[21]讨论了DBI两电感异名端相连直接耦合方案,此时Lac0,故会产生环流。实际应用中,TIDBI的交流滤波电感远大于直流滤波电感,相比传统直接耦合DBI,异名端相连直接耦合TIDBI稳态工作时不会产生环流。