逆變器前級電路,后級電路分析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-12-10
逆變器前級電路通常采用推挽結構，其中開環與閉環的設計是關鍵。
閉環前級變壓器匝數比的設計
在逆變器前級電路中，無論是開環還是閉環設計，核心差異主要在于變壓器的匝數比和反饋環路的參數。例如，設計一個輸入電壓范圍為10.5-15V，輸出為交流220V、50HZ的高頻修正方波逆變器時，若采用閉環結構，那么12V輸入電壓升壓后的直流電壓穩定在270V較為適宜。為了確保在輸入10.5V時仍能輸出270V的電壓，變壓器的變比設計至關重要。該變比大約為(270+2VD)/(10.5-VDS)，其中VD代表高壓整流管壓降，VDS代表前級MOS管的壓降，D則為最大占空比。經過計算，變比結果約為28。
特別需要注意的是，在閉環狀態下工作時，若輸入電壓較高，D1、D3正端整流出的脈沖峰值可能會超過270V。此時，占空比小于1，需要通過L1、C11進行平滑濾波。因此，L1的電感量必須足夠大，以避免MOS管發熱損耗過大。具體的計算方法可參考正激類開關電源輸出濾波電感的計算方法。
準開環前級變壓器匝數比的設計
在實際應用中，逆變器前級有時會省略L1，盡管電路結構上仍呈現閉環穩壓特性，且電壓通過R1進行反饋。這是因為在閉環穩壓的計算中，為了確保輸出穩壓，變壓器的變比設計得相對較大。雖然逆變器前后級都穩壓較為理想，但后級穩壓在AC220V的情況下，前級直流高壓只需設計至最低220V即可。此時，占空比為50%。若前級直流高壓超過220V，我們可以自動減小占空比，從而確保輸出交流電穩定在220V。
采用這種方式，變壓器的變比可按照輸入10.5V時輸出220V進行設計，計算結果顯示變比約為22。這樣，在輸入10.5-15V范圍內變化時，前級高壓的變動范圍大致為220-320V。
若L1直接短路且R1去除，電路將變為純開環。然而，由于變壓器漏感尖峰的影響，在逆變器空載時，前級輸出的直流高壓可能會虛高，對高壓濾波電容和后級高壓MOS管的安全構成威脅。因此，我們可以通過接上R1創建一個淺閉環反饋來限制空載高壓在320V以內。一旦超過320V，占空比將被控制在較小值，從而保障高壓濾波電容和后級高壓MOS管的安全，并減小空載電流。在這樣的設計下，只要負載很小，前級占空比會立即達到最大值，前級直流高壓降至320V以下。
此外，這種設計思路同樣適用于正弦比逆變器的前級電路。對于輸入12V、輸出220V的逆變器，我們可以將變壓器的變比設計為約32，這樣前級直流高壓的變化范圍將在320-420V之間。通過調整后級SPWM的調制度，我們可以確保后級輸出220V電壓的穩定性。
高頻逆變器后級電路
單相正弦波逆變器后級電路如圖所示。后級電路的核心任務是將前級升壓產生的高壓直流電轉換為交流電。在實際應用中，全橋結構因其高效性和穩定性而得到廣泛應用。
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