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大師手筆!教你如何消除推挽逆變器中漏感尖峰

發(fā)布時(shí)間:2013-11-23 責(zé)任編輯:eliane

【導(dǎo)讀】在一次設(shè)計(jì)中,實(shí)際輸出的漏極波形出現(xiàn)了一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的尖峰,這對(duì)逆變器/UPS性能的影響和開關(guān)管的威脅是不言而喻的,必須要想辦法消除這個(gè)尖峰,于是設(shè)計(jì)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(jié)約成本,廣大工程師們?nèi)绻懈玫姆椒ㄒ矚g迎探討!

推挽逆變器的原理分析

主電路如圖1所示:

大師手筆!教你如何消除推挽逆變器中漏感尖峰

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

大師手筆!教你如何消除推挽逆變器中漏感尖峰
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實(shí)際輸出的漏極波形:

大師手筆!教你如何消除推挽逆變器中漏感尖峰

從實(shí)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(shí)截止的死區(qū)處都長(zhǎng)了一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的尖峰,這個(gè)尖峰對(duì)逆變器/UPS性能的影響和開關(guān)管Q1,Q2的威脅是不言而喻的,這里就不多說(shuō)了。

Q1,Q2兩管漏極產(chǎn)生尖峰的消除

上面我們已經(jīng)分析了Q1,Q2兩管漏極產(chǎn)生尖峰的原因,下面我們就來(lái)想辦法消除這個(gè)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(gè)開關(guān),當(dāng)然這個(gè)開關(guān)也由MOS管來(lái)充當(dāng),當(dāng)然其它功率管也行。這個(gè)開關(guān)只在Q1,Q2都截止時(shí)才導(dǎo)通,用電路實(shí)現(xiàn)如圖3所示:

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由圖3可以看出,加入D1,D2可以防止Q3,Q4寄生二極管的導(dǎo)通,這樣,Q1,Q2漏極的尖峰就可以限制在D1,D2和Q3,Q4的壓降之和了,而這個(gè)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(qū)動(dòng)時(shí)序如圖4所示:

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加入了有源嵌位后實(shí)際輸出的波形所示:

大師手筆!教你如何消除推挽逆變器中漏感尖峰

這個(gè)電路和全橋逆變電路的比較

看到這里,大家也許會(huì)說(shuō),這個(gè)電路和全橋電路不是一樣嗎?你的電路還多了兩個(gè)二極管。不錯(cuò),這個(gè)電路和那種兩橋臂上下管都互補(bǔ)的全橋電路來(lái)說(shuō)還是有些相似,最大的不同就是我這個(gè)電路主電路還是推挽,它的導(dǎo)通壓降還是一個(gè)MOS管的導(dǎo)通壓降,而全橋電路是兩個(gè)MOS管的導(dǎo)通壓降!對(duì)于采用低電壓大電流電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合,這個(gè)電路的損耗更小,效率更高,因?yàn)槁└械膬?chǔ)能比較小,Q3,Q4選型時(shí)可以比Q1,Q2電流小得多,因而節(jié)約了成本。
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實(shí)際上Q3,Q4可以只用一個(gè)的,如圖5所示:
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驅(qū)動(dòng)邏輯改為,如圖6所示:

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