高壓逆變電源負載阻抗特性分析

2 負載阻抗變化特性的分析和仿真
簡化的逆變電源系統中諧振負載回路如圖2所示，L為變壓器的漏感，C1、C2為諧振電容，Rp為負載電阻。為便于分析，對于圖2我們可以等效為標準的串聯諧振形式，如圖3所示。

等效轉換后，電路中參數數值對應關系如下：

對于全橋結構的串聯諧振逆變器，其輸出電流與負載電阻的對應關系如式(3)所示：

其中Ude為直流母線電壓，R為負載直流電阻，N1、N2分別為變壓器原邊和副邊的匝數。B為逆變器輸入電壓信號基波分量與輸出電流的相位差。
在串聯諧振回路中，輸出基波電壓和電流的相位差β南電路的工作頻率f、回路負載阻抗R、諧振電感L和電容C決定，其關系式為：

實際應用中電路工作頻率約為110KHz，Ude和L都為已知量，根據上面分析的電路工作原理，把式(1)、(2)、(4)式代入式(3)可得輸出電流 10和負載阻抗Rp的函數式，在Rp取值在100 Ω到10k Ω之間時，我們利用Matlab仿真得Rp與IO的變化曲線如圖4所示。

已知回路的電流，可得負載Rp兩端的輸出電壓UO

由于IO是負載Rp的函數，所以由式(5)可知U0也是Rp的函數，在Rp取值在100 Ω到10k Ω之間時，我們利用Matlab仿真得到如圖5所示的Rp與U0的變化曲線。

由仿真曲線可知，在負載在一定范圍變化時，電流電壓基本成線性變化，以后逐漸趨于平緩，電流電壓特性不再受負載阻抗變化的影響。