我們知道一般現(xiàn)在的離網(wǎng)正弦波逆變器都是兩級(jí)的電壓變換結(jié)構(gòu),即DC-DC和DC-AC。
我們先來(lái)看看DC-DC。
一般應(yīng)用的逆變器的輸入電壓基本都是低壓直流供電(比如車載環(huán)境,蓄電池供電的移動(dòng)電源設(shè)備等),這種應(yīng)用環(huán)境下
逆變器中的一級(jí)升壓電路(DC-DC)比較常見(jiàn)的都是推挽拓卜,屬于正激類電壓變換結(jié)構(gòu),而它的穩(wěn)壓環(huán)路在實(shí)際產(chǎn)品中我們也
見(jiàn)到了很多的設(shè)計(jì)方法,如:前級(jí)開(kāi)環(huán)設(shè)計(jì)、前級(jí)準(zhǔn)閉環(huán)設(shè)計(jì)和前級(jí)閉環(huán)設(shè)計(jì)等。我們就從以上幾種方法中分析其特點(diǎn)。
前級(jí)開(kāi)環(huán)設(shè)計(jì):
這種方法設(shè)計(jì)的逆變器常見(jiàn)于小功率的逆變器中,車載上的應(yīng)用很多,我個(gè)人分析原因是,一般車載環(huán)境下輸入電壓較高(很
多14.5V-15V的)這樣的話如果準(zhǔn)閉環(huán)帶輕載時(shí)前級(jí)震蕩,機(jī)器很不穩(wěn)定。開(kāi)環(huán)的話能解決很多問(wèn)題。其特點(diǎn)為:
1,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,前級(jí)升壓電路不需穩(wěn)壓。
2,省略了穩(wěn)壓環(huán)路,可以使產(chǎn)品做得更緊湊。
3,在低端市場(chǎng)中直接與成本掛鉤。
4,由于前級(jí)開(kāi)環(huán),使機(jī)器在全電壓輸入的環(huán)境下變壓器的開(kāi)關(guān)都是處在最大的占空,變換效率也是高的,在空載時(shí),前級(jí)的
損耗也是明顯的。
5,DC-DC級(jí)的輸出電壓不受控制,在高輸入電壓的環(huán)境下,直接威脅母線電容及H橋管安全。
6,這種結(jié)構(gòu)不穩(wěn)壓,需要在變壓器上下功夫,需要控制漏感,對(duì)變壓器的一致性有一定的要求。
前級(jí)準(zhǔn)閉環(huán)設(shè)計(jì):
這種方法設(shè)計(jì)的逆變常見(jiàn)于中小功率的逆變器中,其特點(diǎn)為:
1,前級(jí)電路相對(duì)簡(jiǎn)單,且能在部分輸入電壓下,DC-DC級(jí)能做到穩(wěn)壓。
2,省略了續(xù)流電感,提高了效率,降低了結(jié)構(gòu)成本,便于設(shè)計(jì)。
3,由于此電路的特殊性,輸入電壓在較高或輕載的情況下,電路處于閉環(huán)狀態(tài),控制了母線電壓在一定的范圍內(nèi)。
4,在輕載(幾十瓦)的負(fù)載環(huán)境下,如果此時(shí)輸入電壓仍然較高,由于線路閉環(huán),沒(méi)有續(xù)流電感的存在,前級(jí)出現(xiàn)震蕩,造成
母線電壓不穩(wěn),偏磁造成的推挽單邊發(fā)熱現(xiàn)象輕則影響效率,重則導(dǎo)致線路的不穩(wěn)定造成炸機(jī)。
5,也有的機(jī)器的設(shè)計(jì)是兩級(jí)相對(duì)隔離的供電方法(驅(qū)動(dòng)級(jí)的供電),在主變壓器上做了一組輔助繞組,這種方法也是一種很好
的設(shè)計(jì),但缺點(diǎn)也是明顯存在的,需要注意。在前級(jí)高輸入電壓的情況下,DC-DC級(jí)的工作勢(shì)必存在閉環(huán),如果設(shè)計(jì)的閉環(huán)較深
則容易使后級(jí)(DC-AC級(jí))的供電電壓不足,現(xiàn)象是:輸入電壓高時(shí),逆變器沒(méi)有輸出電壓或出現(xiàn)輸出嚴(yán)重“打嗝”,造成整
機(jī)不穩(wěn)定。
6,由于準(zhǔn)閉環(huán)在前級(jí)低輸入電壓下沒(méi)有工作,變壓器的開(kāi)關(guān)處在最大占空,造成待機(jī)電流顯著增高(相比輸入電壓比較高時(shí))
直接造成機(jī)器在全電壓范圍下工作時(shí)的電流范圍變大,此現(xiàn)象在中等功率(1000-4000瓦)前級(jí)多變壓器組合電路中比較明顯。
前級(jí)閉環(huán)設(shè)計(jì):
我們?cè)谝话愠R?guī)的逆變器中見(jiàn)到的比較少,我分析有幾點(diǎn)原因:整機(jī)的成本和電氣結(jié)構(gòu),再者就是現(xiàn)在普遍常用的SPWM芯片
都有穩(wěn)壓功能,且調(diào)制幅度都很大,允許母線電壓有很寬的活動(dòng)范圍,也能輸出高精度的電壓,這就使前級(jí)閉環(huán)變得不太重要。
特點(diǎn):
1,前級(jí)(DC-DC)標(biāo)準(zhǔn)閉環(huán),母線電壓穩(wěn)定。
2,由于標(biāo)準(zhǔn)閉環(huán),前級(jí)在全電壓輸入范圍都在閉環(huán),因而在空載待機(jī)狀態(tài)下?lián)p耗可以非常小。
3,由于母線電壓的穩(wěn)定且能隨輸出狀態(tài)調(diào)整,使得后級(jí)(SPWM+H橋)可以做到開(kāi)環(huán)設(shè)計(jì)。
4,開(kāi)環(huán)的后級(jí)不需穩(wěn)壓,使得后級(jí)效率提高。
5,后級(jí)不需穩(wěn)壓,相對(duì)于后級(jí)穩(wěn)壓的結(jié)構(gòu)來(lái)講,橋管的電流應(yīng)力要小的多,同等配置下,功率余量更足。