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一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路

作者： 時間：2013-11-29 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
e="margin: 0px; padding: 0px; word-wrap: break-word; text-indent: 2em; line-height: 24px; color: rgb(62, 62, 62); font-family: Tahoma, Arial, sans-serif; font-size: 14px; text-align: justify; ">不對稱半橋變換器的輸出端vs(t)為準半方波，而輸出電壓波形THD要小于2%，則必須只有采用4階和高于4階的諧振式濾波器才能濾出THD小于 2%的正弦波，同時為了減小濾波器體積，選擇4階諧振式濾波器。諧振式濾波器的作用有：(1)將輸出的準方波進行濾波，隔離直流分量，減小輸出電壓的諧波含量，使波形接近正弦波；(2)在阻性負載的情況下，使得輸出電壓超前于串聯(lián)諧振支路的電流，從而實現(xiàn)全橋開關(guān)管的ZVS。設(shè)計諧振式濾波器的Ls、Cs 的諧振頻率等于開關(guān)頻率，Lp、 Cp的諧振頻率高于開關(guān)頻率。為了分析方便，將Lp分解為Lp1和Lp2，其中Ls和 Cs在開關(guān)頻率處串聯(lián)諧振，Lp1和Cp在開關(guān)頻率處并聯(lián)諧振，等效電路圖如圖3所示。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/227713.htm

一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路

圖3 串并聯(lián)諧振式濾波器等效電路圖

不對稱半橋變換器的輸出端vs(t) 經(jīng)傅立葉分解得到(2)式。

一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路(2)

其中

一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路，

Vin為直流母線電壓，D為開關(guān)管Q1的占空比， 為基波角頻率。

不對稱半橋變換器的輸出端vs(t)經(jīng)諧振濾波器濾波后得基波電壓，即輸出電壓的有效值為：

一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路(3)

輸出電壓與輸入電壓之比和開關(guān)管Q1的占空比D的關(guān)系如圖所示。

一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路

圖4 輸出電壓與輸入電壓之比和D的關(guān)系

相對于基波來說，諧振濾波器為感性。按傳統(tǒng)的串并聯(lián)諧振濾波器設(shè)計在基波頻率下完全諧振的Ls、Cs和Lp1、Cp；再通過軟開關(guān)實現(xiàn)條件設(shè)計電感Lp2。仿真結(jié)果

為了驗證本方案的可行性，對此逆變器進行了仿真驗證。仿真數(shù)據(jù)如下：輸入電壓Vin=510V，輸出電壓Vo=500V，輸出電壓頻率為118kHz、Ls=88μH、Cs=20nF、Ls=20μH、Cp=70nF、開關(guān)頻率fs=118kHz、變壓器初次級變比

一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路

一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路

圖5 輸出電壓vo、濾波器串聯(lián)支路的電流is波形


一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路

圖6一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路的驅(qū)動電壓波形vGS和vDS波形

一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路

圖7一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路的驅(qū)動電壓波形vGS和vDS波形

一款高頻輸出不對稱半橋逆變器電路

圖8 輸出電壓THD分布圖

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