大師手筆!教你如何消除推挽逆變器中漏感尖峰
發布時間:2013-11-23 責任編輯:eliane
【導讀】在一次設計中,實際輸出的漏極波形出現了一個長長的尖峰,這對逆變器/UPS性能的影響和開關管的威脅是不言而喻的,必須要想辦法消除這個尖峰,於是設計了一種消除推挽逆變器中漏感尖峰的新處理方法,該方法損耗小、效率更高,還能有效節約成本,廣大工程師們如果有更好的方法也歡迎探討!
推挽逆變器的原理分析
主電路如圖1所示:

Q1,Q2理想的柵極(UG1,UG2)漏極(UD1,UD2)波形如圖2所示:

實際輸出的漏極波形:

從實際波形中可以看出,漏極波形和理想波形存在不同:在Q1,Q2兩管同時截止的死區處都長了一個長長的尖峰,這個尖峰對逆變器/UPS性能的影響和開關管Q1,Q2的威脅是不言而喻的,這裏就不多說了。
Q1,Q2兩管漏極產生尖峰的消除
上麵我們已經分析了Q1,Q2兩管漏極產生尖峰的原因,下麵我們就來想辦法消除這個尖峰了。我想到的辦法就是Q1,Q2的漏極到電池的正極加一個開關,當然這個開關也由MOS管來充當,當然其它功率管也行。這個開關隻在Q1,Q2都截止時才導通,用電路實現如圖3所示:

由圖3可以看出,加入D1,D2可以防止Q3,Q4寄生二極管的導通,這樣,Q1,Q2漏極的尖峰就可以限製在D1,D2和Q3,Q4的壓降之和了,而這個壓降是很小的,漏感的尖峰的能量也釋放回電池和C1了。
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Q1,Q2,Q3,Q4的驅動時序如圖4所示:

加入了有源嵌位後實際輸出的波形所示:

這個電路和全橋逆變電路的比較
看(kan)到(dao)這(zhe)裏(li),大(da)家(jia)也(ye)許(xu)會(hui)說(shuo),這(zhe)個(ge)電(dian)路(lu)和(he)全(quan)橋(qiao)電(dian)路(lu)不(bu)是(shi)一(yi)樣(yang)嗎(ma)?你(ni)的(de)電(dian)路(lu)還(hai)多(duo)了(le)兩(liang)個(ge)二(er)極(ji)管(guan)。不(bu)錯(cuo),這(zhe)個(ge)電(dian)路(lu)和(he)那(na)種(zhong)兩(liang)橋(qiao)臂(bi)上(shang)下(xia)管(guan)都(dou)互(hu)補(bu)的(de)全(quan)橋(qiao)電(dian)路(lu)來(lai)說(shuo)還(hai)是(shi)有(you)些(xie)相(xiang)似(si),最(zui)大(da)的(de)不(bu)同(tong)就(jiu)是(shi)我(wo)這(zhe)個(ge)電(dian)路(lu)主(zhu)電(dian)路(lu)還(hai)是(shi)推(tui)挽(wan),它(ta)的(de)導(dao)通(tong)壓(ya)降(jiang)還(hai)是(shi)一(yi)個(ge)MOS管的導通壓降,而全橋電路是兩個MOS管的導通壓降!對於采用低電壓大電流電池供電的應用場合,這個電路的損耗更小,效率更高,因為漏感的儲能比較小,Q3,Q4選型時可以比Q1,Q2電流小得多,因而節約了成本。
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實際上Q3,Q4可以隻用一個的,如圖5所示:

驅動邏輯改為,如圖6所示:

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