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基于全集成磁耦合纹波转移滤波器的新型三相软开关逆变器
A Novel Three-Phase Soft-Switching Inverter Based on Fully Integrated Magnetically Coupled Ripple-Transfer Filter
| 作者 | 胡齐元 · 蒋建波 · 潘尚智 · 林子森 · 宫金武 · 查晓明 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年6月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 6 期 |
| 技术分类 | 系统并网技术 |
| 技术标签 | 三相逆变器 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 三相软开关逆变器 全集成磁耦合纹波转移滤波器 变换器效率 滤波电感集成 实验验证 |
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高效率与高功率密度是电力电子变换器的发展方向，但二者常相互制约。为此，提出一种基于全集成磁耦合纹波转移滤波器的新型三相软开关逆变器。该集成滤波器利用纹波转移技术显著抑制并网电流开关纹波，并将转移的纹波能量用于辅助主开关实现零电压开通，提升系统效率。所设计的三相对称磁芯结构可将三相滤波电感集成于单一磁芯，减小滤波器体积，同时确保三相电流纹波均衡。通过磁阻设计实现纹波转移条件，便于工程应用。实验在2kW样机上验证了该拓扑的有效性。
高效率和高功率密度是电力电子变换器的发展趋势,但两者之间往往相互制约.针对这一问题,提出一种基于全集成磁耦合纹波转移滤波器的新型三相软开关逆变器.所提出的集成滤波器通过纹波转移技术极大衰减了并网电流开关纹波并且转移的纹波能量可被用来辅助主开关实现零电压开通,有利于提高变换器效率.针对该拓扑还提出一种三相对称的磁芯结构,在保证三相并网电流纹波幅值相同的情况下,可实现将所有滤波电感集成在一个磁芯上,有效降低了滤波器体积.此外所提滤波电感集成方法,将纹波转移条件转化为易于工程实现的磁芯磁阻设计.最后,搭建额定功率为2kW的实验样机,验证所提三相软开关逆变器的有效性.
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SunView 深度解读
该软开关逆变器技术对阳光电源的SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器产品有重要应用价值。其创新的磁耦合纹波转移滤波器设计可同时实现高效率和高功率密度,这与我司产品追求的轻量化、高效率目标高度契合。具体而言：1)全集成磁芯结构可优化我司三相逆变器的滤波器设计,降低产品体积;2)零电压开通特性有助于提升SG系列产品效率,特别是在SiC器件应用场景;3)纹波转移技术可改善ST系列储能变流器的并网性能。建议在下一代产品中考虑采用该技术方案,以提升产品竞争力。