【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)計思路。在提供思路的同時,也給出了一些較為寶貴的經(jīng)驗,希望大家在閱讀過本篇文章之后能有所收獲。
逆變在電路中的作用主要是對電流進行改變,將直流電轉(zhuǎn)換為交流電,方便設(shè)計者使用。在逆變電源電路當中,存在閉環(huán)前級和準開環(huán)前級兩種變壓器匝數(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)計思路。
閉環(huán)前級變壓器匝數(shù)比的設(shè)計
圖1
文中所用到的例子如圖1所示。
逆變器前級無論是開環(huán)還是閉環(huán),其實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)計一個輸入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MOS管的壓降,D為最大占空比。計算出來的結(jié)果大約是28。
需要特別注意的是,當前級工作在閉環(huán)狀態(tài)時,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。具體計算可根據(jù)正激類開關(guān)電源輸出濾波電感的計算。
準開環(huán)前級變壓器匝數(shù)比的設(shè)計
實際中的逆變器前級往往省略L1,從電路上看還是閉環(huán)穩(wěn)壓,電壓也是通過R1進行反饋又是怎么回事呢?從上面閉環(huán)穩(wěn)壓的計算中可以看出,為了保持輸出的穩(wěn)定,變壓器的變比設(shè)計的比較大。逆變器前后級都穩(wěn)壓當然比較好,但也可以只是后級穩(wěn)壓,后級穩(wěn)壓在AC220V,我們可以把前級直流高壓設(shè)計在最低220V,此時占空比為50%。如果前級直流高壓大于220V我們可以自動把占空比調(diào)小點,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時輸出220V設(shè)計,計算結(jié)果變比大約是22.這樣輸入10.5-15V變化時,前級高壓的變動范圍大約是220-320V。
如果L1直接短路,R1去掉,這樣就是一個純開環(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,前級輸出的直流高壓會虛高,對高壓濾波電容和后級高壓MOS管的安全不利??梢砸步由蟁1做一個淺閉環(huán)反饋,限制空載高壓在320V。超過320V時,占空比會被控制到很小,這樣高壓濾波電容和后級高壓MOS管的安全得到了保證,空載電流也減小了。前級這樣設(shè)計的話,只要帶很小的負載,前級占空比立刻拉到最大,前級直流高壓降到320V以下。
在正弦比逆變器的前級電路中也可以這樣設(shè)計,對于輸入12V輸出220V的逆變器來說可以把變壓器的變比設(shè)計在32左右,這樣前級直流高壓的變化范圍大約在320-420V,通過改變后級SPWM的調(diào)制度也可以保證后級輸出220V電壓的穩(wěn)定。