逆变器前级电路,后级电路分析-KIA MOS管

高频逆变器前级电路

逆变器前级电路,后级电路

逆变器前级电路通常采用推挽结构，其中开环与闭环的设计是关键。

闭环前级变压器匝数比的设计

在逆变器前级电路中，无论是开环还是闭环设计，核心差异主要在于变压器的匝数比和反馈环路的参数。例如，设计一个输入电压范围为10.5-15V，输出为交流220V、50HZ的高频修正方波逆变器时，若采用闭环结构，那么12V输入电压升压后的直流电压稳定在270V较为适宜。为了确保在输入10.5V时仍能输出270V的电压，变压器的变比设计至关重要。该变比大约为(270+2VD)/(10.5-VDS)，其中VD代表高压整流管压降，VDS代表前级MOS管的压降，D则为最大占空比。经过计算，变比结果约为28。

特别需要注意的是，在闭环状态下工作时，若输入电压较高，D1、D3正端整流出的脉冲峰值可能会超过270V。此时，占空比小于1，需要通过L1、C11进行平滑滤波。因此，L1的电感量必须足够大，以避免MOS管发热损耗过大。具体的计算方法可参考正激类开关电源输出滤波电感的计算方法。

准开环前级变压器匝数比的设计

在实际应用中，逆变器前级有时会省略L1，尽管电路结构上仍呈现闭环稳压特性，且电压通过R1进行反馈。这是因为在闭环稳压的计算中，为了确保输出稳压，变压器的变比设计得相对较大。虽然逆变器前后级都稳压较为理想，但后级稳压在AC220V的情况下，前级直流高压只需设计至最低220V即可。此时，占空比为50%。若前级直流高压超过220V，我们可以自动减小占空比，从而确保输出交流电稳定在220V。

采用这种方式，变压器的变比可按照输入10.5V时输出220V进行设计，计算结果显示变比约为22。这样，在输入10.5-15V范围内变化时，前级高压的变动范围大致为220-320V。

若L1直接短路且R1去除，电路将变为纯开环。然而，由于变压器漏感尖峰的影响，在逆变器空载时，前级输出的直流高压可能会虚高，对高压滤波电容和后级高压MOS管的安全构成威胁。因此，我们可以通过接上R1创建一个浅闭环反馈来限制空载高压在320V以内。一旦超过320V，占空比将被控制在较小值，从而保障高压滤波电容和后级高压MOS管的安全，并减小空载电流。在这样的设计下，只要负载很小，前级占空比会立即达到最大值，前级直流高压降至320V以下。

此外，这种设计思路同样适用于正弦比逆变器的前级电路。对于输入12V、输出220V的逆变器，我们可以将变压器的变比设计为约32，这样前级直流高压的变化范围将在320-420V之间。通过调整后级SPWM的调制度，我们可以确保后级输出220V电压的稳定性。

高频逆变器后级电路

逆变器前级电路,后级电路