詳解高頻脈寬調(diào)制技術(shù)在逆變器中的實(shí)例應(yīng)用

濾波電感的取值直接影響ZVS實(shí)現(xiàn)的范圍，也影響到電路的效率?？紤]到輸出電壓半個(gè)周期內(nèi)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足

電感值大，電感電流瞬時(shí)值變化范圍小，ZVS實(shí)現(xiàn)的范圍減小，也就是說在較大負(fù)載情況下，在半波電感電流峰值附近上管難以實(shí)現(xiàn)ZVS開通，從而仍然有較大的開通損耗;電感取值減小，其電流瞬時(shí)值脈動(dòng)變大，則ZVS實(shí)現(xiàn)的范圍加大，開通損耗可以減小，但此時(shí)由于整個(gè)輸出周期內(nèi)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(xiàn)的范圍及電路的效率之間需根據(jù)具體情況適當(dāng)折衷。

在實(shí)際應(yīng)用中須做以下說明：

1)如考慮逆變器負(fù)載功率因數(shù)較大的情況，則uo，iL在整個(gè)周期大部分時(shí)間內(nèi)為同向，即有tdead2>tdead1成立。為充分保證上管軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)，則可以考慮在下管驅(qū)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(dāng)增加下管關(guān)斷到上管開通之間的死區(qū)時(shí)間。

2)由上述可知，由于要保證ZVS的實(shí)現(xiàn)，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(yīng)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(xiàn)的范圍與電感磁芯損耗的矛盾，在負(fù)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(yīng)用場(chǎng)合，而應(yīng)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(yàn)波形和結(jié)語

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

圖4 逆變器功率管驅(qū)動(dòng)(上曲線)與漏源電壓(下曲線)

圖5是空載輸出電壓與電感電流。圖6是阻性滿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(nèi)均可以過零，因而此時(shí)功率管可以較好地實(shí)現(xiàn)軟開關(guān);而滿載時(shí)電感電流瞬時(shí)值過零的范圍明顯減少，此時(shí)上很難實(shí)現(xiàn)軟開通。要進(jìn)一步確定電感取值與負(fù)載、ZVS實(shí)現(xiàn)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(yàn)。圖7為逆變器的效率曲線，阻性滿載的輸出效率約為92%。

圖5 空載輸出電壓與電感電流