詳解高頻脈寬調制技術(shù)運用在逆變器中的設計

濾波電感的取值直接影響ZVS實(shí)現的范圍，也影響到電路的效率?？紤]到輸出電壓半個(gè)周期內電路可以等效為一Buck變換器，由此得濾波電感的最大值需滿(mǎn)足Lfmax≤。電感值大，電感電流瞬時(shí)值變化范圍小，ZVS實(shí)現的范圍減小，也就是說(shuō)在較大負載情況下，在半波電感電流峰值附近上管難以實(shí)現ZVS開(kāi)通，從而仍然有較大的開(kāi)通損耗;電感取值減小，其電流瞬時(shí)值脈動(dòng)變大，則ZVS實(shí)現的范圍加大，開(kāi)通損耗可以減小，但此時(shí)由于整個(gè)輸出周期內電感上的瞬時(shí)電流的高頻脈動(dòng)很大，因而磁芯的磁滯及渦流損耗增加。所以，電感的取值、ZVS實(shí)現的范圍及電路的效率之間需根據具體情況適當折衷。

在實(shí)際應用中須做以下說(shuō)明。

1）如考慮逆變器負載功率因數較大的情況，則uo，iL在整個(gè)周期大部分時(shí)間內為同向，即有tdead2>tdead1成立。為充分保證上管軟開(kāi)關(guān)的實(shí)現，則可以考慮在下管驅動(dòng)附加加速關(guān)斷措施，如采用電阻二極管網(wǎng)絡(luò )，以適當增加下管關(guān)斷到上管開(kāi)通之間的死區時(shí)間。

2）由上述可知，由于要保證ZVS的實(shí)現，則濾波電感上必然存在較大的電流脈動(dòng)，因而電感的磁芯損耗比較大，實(shí)際應用須選用電阻率高、高頻損耗小的磁芯材料。

3）同理，由于ZVS實(shí)現的范圍與電感磁芯損耗的矛盾，在負載范圍較大的情況下，很難折衷得到較好的效果，因此該方式只適用于較小功率的應用場(chǎng)合，而應用于較大功率場(chǎng)合時(shí)，則可以考慮用相同功率的模塊并聯(lián)。

實(shí)驗波形和結語(yǔ)

圖4是上下功率管在實(shí)現ZVS時(shí)的驅動(dòng)電壓與相應漏源電壓波形。由圖4可以看出，上下管均很好地實(shí)現了零電壓開(kāi)關(guān)。

（a）上管

（b）下管

圖4逆變器功率管驅動(dòng)（上曲線(xiàn)）與漏源電壓（下曲線(xiàn)）

圖5空載輸出電壓與電感電流

圖6阻性滿(mǎn)載輸出電壓及電感電流

圖7逆變器的效率

圖5是空載輸出電壓與電感電流。圖6是阻性滿(mǎn)載輸出電壓及電感電流?？蛰d時(shí)由于電感上的電流在半個(gè)周期內均可以過(guò)零，因而此時(shí)功率管可以較好地實(shí)現軟開(kāi)關(guān)；而滿(mǎn)載時(shí)電感電流瞬時(shí)值過(guò)零的范圍明顯減少，此時(shí)上很難實(shí)現軟開(kāi)通。要進(jìn)一步確定電感取值與負載、ZVS實(shí)現的范圍以及電路效率之間的關(guān)系除了理論分析外，也還需要進(jìn)行大量的實(shí)驗。圖7為逆變器的效率曲線(xiàn)，阻性滿(mǎn)載的輸出效率約為92%.