高頻脈寬調(diào)制技術在逆變器中的應用

多數(shù)情況下，有I₁>I₀，因而一般需t_dead2>t_dead1。

3 ZVS實現(xiàn)的條件及范圍

從以上的工作模式分析可知，由于電容C₁及C₃的存在，S₁及S₃容易實現(xiàn)ZVS關斷；要實現(xiàn)功率管的零電壓開通，必須保證有足夠的能量在其開通之前抽去等效并聯(lián)電容上所儲存的電荷，即

L_fi_L²>C_effU_d²＋C_effU_d²=C_effU_d²（13）

在上面的分析中，下管總是容易實現(xiàn)ZVS開通，因為其開通時刻總是在電感電流的瞬時最大值的時刻，即使輕載時電感儲存的能量也可以保證其實現(xiàn)零電壓開通；對于上管來說，則必須在零態(tài)續(xù)流模式中電感電流瞬時值由正變負，達到一定負向值，才能保證在下管關斷時該電流可以使上管等效并聯(lián)電容放電，從而實現(xiàn)其零電壓開通。此種情況實際為在輸出半個周期中，電感電流與輸出電壓同向，即u_o>0，i_L>0的情況；當二者反向即i_L0時，則上下管的情況正好互換，上管容易實現(xiàn)ZVS開通，而下管實現(xiàn)ZVS的條件則同樣在零態(tài)續(xù)流模式中要保證電感電流瞬時值反向。對輸出電壓負半周，上下管實現(xiàn)ZVS的情況與正半周相同。

濾波電感的取值直接影響ZVS實現(xiàn)的范圍，也影響到電路的效率?？紤]到輸出電壓半個周期內(nèi)電路可以等效為一Buck變換器，由此得濾波電感的最大值需滿足L_fmax≤。電感值大，電感電流瞬時值變化范圍小，ZVS實現(xiàn)的范圍減小，也就是說在較大負載情況下，在半波電感電流峰值附近上管難以實現(xiàn)ZVS開通，從而仍然有較大的開通損耗；電感取值減小，其電流瞬時值脈動變大，則ZVS實現(xiàn)的范圍加大，開通損耗可以減小，但此時由于整個輸出周期內(nèi)電感上的瞬時電流的高頻脈動很大，因而磁芯的磁滯及渦流損耗增加。所以，電感的取值、ZVS實現(xiàn)的范圍及電路的效率之間需根據(jù)具體情況適當折衷。

在實際應用中須做以下說明。

1）如考慮逆變器負載功率因數(shù)較大的情況，則u_o，i_L在整個周期大部分時間內(nèi)為同向，即有t_dead2>t_dead1成立。為充分保證上管軟開關的實現(xiàn)，則可以考慮在下管驅(qū)動附加加速關斷措施，如采用電阻二極管網(wǎng)絡，以適當增加下管關斷到上管開通之間的死區(qū)時間。

2）由上述可知，由于要保證ZVS的實現(xiàn)，則濾波電感上必然存在較大的電流脈動，因而電感的磁芯損耗比較大，實際應用須選用電阻率高、高頻損耗小的磁芯材料。

3）同理，由于ZVS實現(xiàn)的范圍與電感磁芯損耗的矛盾，在負載范圍較大的情況下，很難折衷得到較好的效果，因此該方式只適用于較小功率的應用場合，而應用于較大功率場合時，則可以考慮用相同功率的模塊并聯(lián)。

4 實驗波形和結(jié)語

圖4是上下功率管在實現(xiàn)ZVS時的驅(qū)動電壓與相應漏源電壓波形。由圖4可以看出，上下管均很好地實現(xiàn)了零電壓開關。

(a)上管

(b)下管

圖4 逆變器功率管驅(qū)動（上曲線）與漏源電壓（下曲線）