串联谐振逆变器也称为电压型逆变器。中频串联谐振电源原理图如图2.2所示。串联谐振逆变器的输出电压近似为方波。由于电路工作在谐振频率附近，振荡电路对基波的阻抗最小，因此负载电流近似为正弦波，以避免逆变器的上下臂。换向必须遵循先关后导的原则，关断和导通之间要有足够的死区时间。

当串联谐振逆变器在低端（容性负载）失谐时，其波形如图2.3（a）所示。当工作在容性负载状态时，输出电流的相位先于电压相位，所以当负载电压仍为正时，电流先过零，上下桥臂换向从上（下）桥臂二极管 切换到下（上）腿的 MOSFET。由于MOSFET寄生反并联二极管的缓慢反向恢复特性，换向时会产生较大的反向恢复电流，器件的开关损耗较大，二极管的反向恢复电流迅速下降到在零时，与 MOSFET 串联的寄生电感会产生很大的感应电势，MOSFET 会受到非常高的电压尖峰的影响。当串联谐振逆变器处于高端失谐状态（感性负载）时，其工作波形如图2.3(b)所示。在感性负载状态下工作时，输出电流的相位滞后于电压相位。换向过程就是这样进行的。当上（下）桥臂的 MOSFET 关断时，负载电流变为与下（上）桥臂相反。在并联二极管中，在滞后一个死区时间后，下（上）桥臂的 MOSFET 被添加一个导通脉冲，等待电流自然过零，然后二极管切换到同一桥臂的 MOSFET。 MOSFET中的电流从零开始上升，从而基本实现零电流开通，其开关损耗很小。

另一方面，MOSFET关断时，电流还没有过零，此时仍有一定的关断损耗。但由于MOSFET的关断时间短，预留的死区不长，而且由于死区需要功率因数 角度不大，所以适当控制逆变器的工作频率，使其稍微高于负载电路的谐振频率，使上（下）桥臂的MOSFET与下（上）桥臂的反并联二极管相连。换向的瞬时电流也很小，即在小电流下发生MOSFET关断和反并联二极管导通，这也限制了器件的关断损耗。以上分析表明，串联谐振逆变器在正常工作模式下的开关损耗很小。因此，它可以在更高的工作频率下工作。这也是串联谐振逆变器受半导体高频感应加热电源影响较大的情况。引起更多关注的主要原因。

中频串联谐振电源电路的功率调节原理

当开关频率大于谐振频率，负载为感性，负载电流滞后于输出电压r角时，电源工作。所以高频条件下的输出功率表达式为：

上式中的 0.9 是因为波形率乘以矩形波。从公式可以看出，当输入电压一定时，可以通过调整输出电流滞后于输出电压的滞后角r来调节输出功率。滞后角r由谐振参数和开关管的工作频率决定。

由上式可知，当系统工作在谐振频率=1，即r为0度时，系统的输出功率最大。当开关频率增大时，滞后角r同时开始增大，输出功率开始减小，从而完成功率调节。

串联谐振试验设备主要用于10kV、35kV、110kV、220kV电力电缆串联谐振交流耐压试验，电力变压器串联谐振交流耐压试验，发电机组串联谐振试验（水轮发电机组或火电机组），电动机串联谐振交流耐压试验耐压试验、开关柜串联谐振交流耐压试验和110kV GIS开关串联谐振交流耐压试验。