大感性负载的DC/AC电压型逆变电路为什么要用全桥式电路，而不能用推挽式电路或半桥式电路。

电子负载用软开关DC/DC变换器的实现
北方交通大学电气工程学院（北京 100044）崔莉 刘志刚 李宝昌

1 引 言

随着科技的发展，各类电力电子产品得到了越来越广泛的应用。然而，目前对这些产品的试验多以电阻箱和水阻试验台等作负载。这类负载采用有级调节，有固定阻值或固定负载特性曲线，负载形式单一，功率小；输入这些试验设备的电能全部被消耗掉，经济损失较大；并且占用了较大的安装空间。模拟电子负载就是为克服上述试验设备的缺点而研制的一种电力电子装置，是计算机技术、微机测控技术、电力电子技术的综合运用。相对于目前广泛使用的能耗型负载，这种电子负载体积小、节省空间从而降低了系统供电的容量等级，不仅具有试验功能，还能将被试设备的输入功率无污染地反馈回电网，符合大功率场合应用的需要。



电子负载由DC／DC直流变换器和DC／AC逆变器组成，如图1所示。DC／DC变换器完成从被试设备到DC／AC的直直变换，DC／AC逆变器检测电网同步信号，将被试电源输出的能量反馈回电网。可以看出，能量由电网经整个试验系统后馈回电网供系统循环使用，实际损耗主要是被试电源和负载模块的损耗。以通讯电源作被试电源为例，通讯电源的输出电压恒定，电网电压在一定范围内也近似恒定，通讯电源输出电流的大小直接正比于系统所模拟的功率的大小，即正比于交流侧电流的大小。因此，正确设置电子负载的给定电流大小和功率因数角，即可模拟阻性、阻感性等各种复杂的负载形式。

全桥DC／DC变换器的常用控制方法是，采用PWM技术同时开通或关断斜对角的一对功率管，使其处于硬开关工作过程，通过改变变压器副边输出电压的占空比来调整输出直流电压的大小。功率管在电压不为零时开通和电流不为零时关断，因此，随着工作频率的提高，缺点越来越明显。首先，随着开关频率的提高，器件的开关损耗成正比上升，在器件总损耗中所占比重急剧增大，使系统效率降低，处理功率的能力减小。其次，功率器件开关过程导致的di／dt和du／dt会引起强烈的电磁干扰（EMI）噪声。另外，开关过程引起的Ldi／dt易使器件过压或过流，导致器件的损坏；同时，由于散热困难而阻碍了变换器体积的进一步减小。基于以上考虑，在所研制的电子负载中采用全桥软开关DC／DC变换器。

2 系统设计

2．1 DC／DC主电路软开关方案的选择