电源设计中几个关键问题的讨论

zbz0529   2006-7-28 00:45 楼主

(1)高频脉冲输出电压波平均值udo,avg选取

  DC/AC逆变器DPM控制时,其实质就是根据一定的给定要求将逆变桥输入的高频脉冲电压波udo组合成所需的低频调制电压波uAB,输出滤波器只是用来滤除组合低频调制电压uAB中的高次谐波,不产生能量,只能暂存一定能量。在组合低频调制电压uAB中,输出电压低处脉冲稀疏、输出电压峰值处脉冲密集,如图5所示。脉冲最密集处就是逆变桥输入

图5DPM脉冲组合波形

的高频脉冲全部选送到输出端,如图5中t1~t2期间。t1~t2期间,为了确保输出电压THD小,应满足

  Uom≤UAB,arg=Udo,arg

=Ui2DN2/N1(3)

式(2-3)可作为Udo,avg的设计依据。

(2)高频脉冲输出电压波占空比2D的选取

相同Udo,avg时,若占空比2D过小,将导致调制电压波形UAB稀疏且幅值大,滤波电感电流处于二极管续流时间长,加大了作为续流二级管用的功率MOSFET体内寄生二级管的电流定额。同时DC/AC逆变桥应采用耐压更大的功率MOSFET器件,从而有更高的导通电阻和稳态导通损耗。因此,应尽可能增大高频脉冲输出电压波占空比2D。但最大占空比2Dmax受到高频脉冲波频率2fs的限制。若2fs、2D均很大,则高频脉冲电压波的零电压时间短暂。过零检测信号发出的开关状态转换信号经过驱动电路,存在波形传输延时时间和功率器件的开关时间,可能导致DC/AC逆变桥功率器件在udo非零电压期间发生开关状态转换,未能实现ZVS开关。为了保证功率器件可靠实现ZVS开关,需要一定时间t0,则最大占空比应满足

2Dmax≤1-t02fs(4)

(3)高频脉冲输出电压波udo过零检测与控制

  高频脉冲输出电压波udo过零检测与控制,是DC/AC逆变桥功率开关实现ZVS的关键所在。由于udo与MISSC变换器二个功率开关驱动信号同步,因此只要将二个功率开关的驱动信号uGS1、uGS2“或”在一起,经反相并由脉冲前沿延时电路延时、整形,便得到了过零检测信号uP,各信号相位关系如图6所示。只要延迟时间τ合理,即可保证DC/AC逆变桥功率器件在udo=0期间开关。由此可见,利用udo与功率开关驱动信号之间的逻辑关系,将驱动信号加以适当变换,并考虑驱动电路传输延迟时间,获得过零信号,是一种简洁实用的方法。

图6几个信号之间的相位关系

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