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技術(shù)支招:怎么設(shè)計(jì)逆變電源中開閉環(huán)匝數(shù)比

發(fā)布時(shí)間:2015-07-14 責(zé)任編輯:sherry

【導(dǎo)讀】本篇文章介紹了逆變電源中的閉環(huán)和開環(huán)的兩種變壓器匝數(shù)比的設(shè)計(jì)思路。在提供思路的同時(shí),也給出了一些較為寶貴的經(jīng)驗(yàn),希望大家在閱讀過本篇文章之后能有所收獲。
 
逆變?cè)陔娐分械淖饔弥饕菍?duì)電流進(jìn)行改變,將直流電轉(zhuǎn)換為交流電,方便設(shè)計(jì)者使用。在逆變電源電路當(dāng)中,存在閉環(huán)前級(jí)和準(zhǔn)開環(huán)前級(jí)兩種變壓器匝數(shù)比,本篇文章就將為大家介紹這兩種變壓器匝數(shù)比的設(shè)計(jì)思路。
 
閉環(huán)前級(jí)變壓器匝數(shù)比的設(shè)計(jì)
閉環(huán)前級(jí)變壓器匝數(shù)比的設(shè)計(jì)
圖1
 
文中所用到的例子如圖1所示。
 
逆變器前級(jí)無論是開環(huán)還是閉環(huán),其實(shí)僅僅是變壓器的匝比和反饋環(huán)路的參數(shù)不同而已。比如需要設(shè)計(jì)一個(gè)輸入12V、變化范圍為10.5-15V,輸出電壓為交流220V50Hz的高頻修正方波逆變器。如果前級(jí)采用閉環(huán)結(jié)構(gòu),12V升壓后的直流電壓穩(wěn)定在270V比較好,這樣為了使輸入10.5V時(shí)還能輸出270V,則變壓器的變比大約為(270+2VD)/(10.5-VDS)/D,其中VD為高壓整流管的壓降,VDS為前級(jí)MOS管的壓降,D為最大占空比。計(jì)算出來的結(jié)果大約是28。
 
需要特別注意的是,當(dāng)前級(jí)工作在閉環(huán)狀態(tài)時(shí),比如輸入電壓比較高的話,D1、D3正端整流出來的脈沖的峰值將超過270V,占空比小于1需要L1、C11平滑濾波,所以L1不能省略,還要足夠大,否則MOS管發(fā)熱損耗很大。具體計(jì)算可根據(jù)正激類開關(guān)電源輸出濾波電感的計(jì)算。
 
準(zhǔn)開環(huán)前級(jí)變壓器匝數(shù)比的設(shè)計(jì)
 
實(shí)際中的逆變器前級(jí)往往省略L1,從電路上看還是閉環(huán)穩(wěn)壓,電壓也是通過R1進(jìn)行反饋又是怎么回事呢?從上面閉環(huán)穩(wěn)壓的計(jì)算中可以看出,為了保持輸出的穩(wěn)定,變壓器的變比設(shè)計(jì)的比較大。逆變器前后級(jí)都穩(wěn)壓當(dāng)然比較好,但也可以只是后級(jí)穩(wěn)壓,后級(jí)穩(wěn)壓在AC220V,我們可以把前級(jí)直流高壓設(shè)計(jì)在最低220V,此時(shí)占空比為50%。如果前級(jí)直流高壓大于220V我們可以自動(dòng)把占空比調(diào)小點(diǎn),這樣輸出交流電也穩(wěn)定在220V了。
 
用這種方式的話我們的變壓器變比可以按輸入10.5V時(shí)輸出220V設(shè)計(jì),計(jì)算結(jié)果變比大約是22.這樣輸入10.5-15V變化時(shí),前級(jí)高壓的變動(dòng)范圍大約是220-320V。
 
如果L1直接短路,R1去掉,這樣就是一個(gè)純開環(huán)的電路,只是有于變壓器漏感尖峰的存在,在逆變器空載時(shí),前級(jí)輸出的直流高壓會(huì)虛高,對(duì)高壓濾波電容和后級(jí)高壓MOS管的安全不利??梢砸步由蟁1做一個(gè)淺閉環(huán)反饋,限制空載高壓在320V。超過320V時(shí),占空比會(huì)被控制到很小,這樣高壓濾波電容和后級(jí)高壓MOS管的安全得到了保證,空載電流也減小了。前級(jí)這樣設(shè)計(jì)的話,只要帶很小的負(fù)載,前級(jí)占空比立刻拉到最大,前級(jí)直流高壓降到320V以下。
 
在正弦比逆變器的前級(jí)電路中也可以這樣設(shè)計(jì),對(duì)于輸入12V輸出220V的逆變器來說可以把變壓器的變比設(shè)計(jì)在32左右,這樣前級(jí)直流高壓的變化范圍大約在320-420V,通過改變后級(jí)SPWM的調(diào)制度也可以保證后級(jí)輸出220V電壓的穩(wěn)定。
 
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