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光伏逆变器

教你如何消除推挽逆变器中漏感尖峰

发布日期:2022-04-27 点击率:1031

【导读】在一次设计中,实际输出的漏极波形出现了一个长长的尖峰,这对逆变器/UPS性能的影响和开关管的威胁是不言而喻的,必须要想办法消除这个尖峰,于是设计了一种消除推挽逆变器中漏感尖峰的新处理方法,该方法损耗小、效率更高,还能有效节约成本,广大工程师们如果有更好的方法也欢迎探讨!


推挽逆变器的原理分析


主电路如图1所示:


大师手笔!教你如何消除推挽逆变器中漏感尖峰


Q1,Q2理想的栅极(UG1,UG2)漏极(UD1,UD2)波形如图2所示:


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实际输出的漏极波形:


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从实际波形中可以看出,漏极波形和理想波形存在不同:在Q1,Q2两管同时截止的死区处都长了一个长长的尖峰,这个尖峰对逆变器/UPS性能的影响和开关管Q1,Q2的威胁是不言而喻的,这里就不多说了。

Q1,Q2两管漏极产生尖峰的消除

上面我们已经分析了Q1,Q2两管漏极产生尖峰的原因,下面我们就来想办法消除这个尖峰了。我想到的办法就是Q1,Q2的漏极到电池的正极加一个开关,当然这个开关也由MOS管来充当,当然其它功率管也行。这个开关只在Q1,Q2都截止时才导通,用电路实现如图3所示:


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由图3可以看出,加入D1,D2可以防止Q3,Q4寄生二极管的导通,这样,Q1,Q2漏极的尖峰就可以限制在D1,D2和Q3,Q4的压降之和了,而这个压降是很小的,漏感的尖峰的能量也释放回电池和C1了。
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Q1,Q2,Q3,Q4的驱动时序如图4所示:


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加入了有源嵌位后实际输出的波形所示:


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这个电路和全桥逆变电路的比较

看到这里,大家也许会说,这个电路和全桥电路不是一样吗?你的电路还多了两个二极管。不错,这个电路和那种两桥臂上下管都互补的全桥电路来说还是有些相似,最大的不同就是我这个电路主电路还是推挽,它的导通压降还是一个MOS管的导通压降,而全桥电路是两个MOS管的导通压降!对于采用低电压大电流电池供电的应用场合,这个电路的损耗更小,效率更高,因为漏感的储能比较小,Q3,Q4选型时可以比Q1,Q2电流小得多,因而节约了成本。
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实际上Q3,Q4可以只用一个的,如图5所示:

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驱动逻辑改为,如图6所示:


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