大功率高頻軟開(kāi)關(guān)逆變器的設計

2.3 狀態(tài)3(t3,t4)
　　此時(shí)S1、S2、S4均處于截止狀態(tài)，由于變壓器的漏感Ls(漏感非常小)使電路內還有一定能量，引起阻尼振蕩，其頻率與負載無(wú)關(guān)，只與L及S2和S4的分布電容(C1和C3)有關(guān)，由于C1和C3比S2和S4的分布電容大得多，因此這種振蕩只有在S2和S4的漏一源兩端上觀(guān)察到，在S1和S3的漏一源兩端上無(wú)振蕩。這種振蕩會(huì )增加S2和S4的損耗，對S1和S3無(wú)影響。為了降低在S2和S4上的損耗，滿(mǎn)足S2和S4在準零電壓狀態(tài)開(kāi)通，只需滿(mǎn)足以下條件：T3=t4-t3=T／2，T為振蕩周期。如果T太小可以增大電感L，為使S2和S4安全工作不誤導通，應適當增大T3，這時(shí)可根據不同情況增大L，而C1和C3在滿(mǎn)足T2≥RC的情況下，應取得小一些，功率管采用MOSFET時(shí)，C1和C3一般取得1000～4700pF，功率管采用IGBT時(shí)C1和C3一般取大一些(10～20nF)。
　　經(jīng)過(guò)上述3個(gè)狀態(tài)后變換器就完成了半個(gè)周期，后半周期與此相同。

2.4 狀態(tài)2和狀態(tài)3的時(shí)間設定
　　設計是否合理是實(shí)現軟開(kāi)關(guān)和滿(mǎn)足最大占空比的關(guān)鍵。從前面的工作過(guò)程分析看出狀態(tài)2設得太大占空比就會(huì )減小，功率管的峰值電流會(huì )增大，次級整流二極管的反向耐壓就會(huì )提高，這樣就會(huì )增大功率管和二極管的損耗，高頻燥聲也會(huì )增大。因此，應盡量增大占空比，但如果狀態(tài)2設計小了，C1和C3不能充分充放電，S1和S3就不能實(shí)現零電壓開(kāi)關(guān)，其損耗會(huì )增加，這是不允許的。狀態(tài)3時(shí)間的最佳值比較臨界，狀態(tài)3時(shí)間長(cháng)了由于高頻振蕩會(huì )增大S2和S4的損耗，狀態(tài)3時(shí)間短了容易造成S2和S4瞬時(shí)短路，功率管采用MOSFET時(shí)，狀態(tài)3時(shí)間一般在300ns左右，功率器件采用IGBT時(shí)一般取大一些(300～600ns)。

3 逆變器驅動(dòng)波形死區及前后沿設置
　　S1和S3及S2和S4驅動(dòng)波形的死區設置，S1和S4或S3和S2波形的前后沿的相對位置的設置如圖5所示。

4 結語(yǔ)
實(shí)驗結果表明，設計出的大功率軟開(kāi)關(guān)弧焊逆變器不僅體積小、重量輕、生產(chǎn)成本低，而且具有高效率和高可靠性，ICBT的開(kāi)關(guān)損耗大大減小。該焊機的工藝性、可制造性、可維護性都達到了一個(gè)很高的水平。