正弦波逆变器中的稳压设计.doc

我们知道一般现在的离网正弦波逆变器都是两级的电压变换结构，即DC-DC和DC-AC。我们先来看看DC-DC。 一般应用的逆变器的输入电压基本都是低压直流供电（比如车载环境，蓄电池供电的移动电源设备等），这种应用环境下逆变器中的一级升压电路（DC-DC)比较常见的都是推挽拓卜，属于正激类电压变换结构，而它的稳压环路在实际产品中我们也见到了很多的设计方法，如：前级开环设计、前级准闭环设计和前级闭环设计等。我们就从以上几种方法中分析其特点。前级开环设计：这种方法设计的逆变器常见于小功率的逆变器中，车载上的应用很多，我个人分析原因是，一般车载环境下输入电压较高（很多14.5V-15V的）这样的话如果准闭环带轻载时前级震荡，机器很不稳定。开环的话能解决很多问题。其特点为：1，结构简单，前级升压电路不需稳压。2，省略了稳压环路，可以使产品做得更紧凑。3，在低端市场中直接与成本挂钩。4，由于前级开环，使机器在全电压输入的环境下变压器的开关都是处在最大的占空，变换效率也是高的，在空载时，前级的损耗也是明显的。5，DC-DC级的输出电压不受控制，在高输入电压的环境下，直接威胁母线电容及H桥管安全。6，这种结构不稳压，需要在变压器上下功夫，需要控制漏感，对变压器的一致性有一定的要求。 前级准闭环设计：这种方法设计的逆变常见于中小功率的逆变器中，其特点为：1，前级电路相对简单，且能在部分输入电压下，DC-DC级能做到稳压。2，省略了续流电感，提高了效率，降低了结构成本，便于设计。3，由于此电路的特殊性，输入电压在较高或轻载的情况下，电路处于闭环状态，控制了母线电压在一定的范围内。4，在轻载（几十瓦）的负载环境下，如果此时输入电压仍然较高，由于线路闭环，没有续流电感的存在，前级出现震荡，造成母线电压不稳，偏磁造成的推挽单边发热现象轻则影响效率，重则导致线路的不稳定造成炸机。5，也有的机器的设计是两级相对隔离的供电方法（驱动级的供电），在主变压器上做了一组辅助绕组，这种方法也是一种很好的设计，但缺点也是明显存在的，需要注意。在前级高输入电压的情况下，DC-DC级的工作势必存在闭环，如果设计的闭环较深则容易使后级（DC-AC级）的供电电压不足，现象是：输入电压高时，逆变器没有输出电压或出现输出严重“打嗝”，造成整机不稳定。6，由于准闭环在前级低输入电压下没有工作，变压器的开关处在最大占空，造成待机电流显著增高（相比输入电压比较高时）直接造成机器在全电压范围下工作时的电流范围变大，此现象在中等功率（1000-4000瓦）前级多变压器组合电路中比较明显。 前级闭环设计：我们在一般常规的逆变器中见到的比较少，我分析有几点原因：整机的成本和电气结构，再者就是现在普遍常用的SPWM芯片都有稳压功能，且调制幅度都很大，允许母线电压有很宽的活动范围，也能输出高精度的电压，这就使前级闭环变得不太重要。特点：1，前级（DC-DC)标准闭环，母线电压稳定。2，由于标准闭环，前级在全电压输入范围都在闭环，因而在空载待机状态下损耗可以非常小。3，由于母线电压的稳定且能随输出状态调整，使得后级（SPWM+H桥）可以做到开环设计。