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求逆變器變壓器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法

業(yè)余條件下的調(diào)試: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-10-31

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　　逆變電源將直流電轉(zhuǎn)化為交流，功率晶體管T1、T3和T2、T4交替開(kāi)通得到交流電力，若直流電壓較低，則通過(guò)交流變壓器升壓，即得到標(biāo)準(zhǔn)交流電壓和頻率。對(duì)大容量的逆變電源，由人直流母線電壓較高，交流輸出一般不需要變壓器升壓即能達(dá)到220V，在中、小容量的逆變電源中，由于直流電壓較低，如12V、24V，就必須設(shè)計(jì)升壓電路。　　中、小容量逆變電源一般有推挽逆變電路、全橋逆變電路和高頻升壓逆變電路三種。推挽電路，將升壓變壓器的中性抽頭接于正電源，兩只功率管交替工作，輸出得到交流電力，由于功率晶體管共地邊接，驅(qū)動(dòng)及控制電路簡(jiǎn)單，另外由于變壓器具有一定的漏感，可限制短路電流，因而提高了電路的可靠性。其缺點(diǎn)是變壓器利用率低，帶動(dòng)感性負(fù)載的能力較差。　　全橋逆變電路克服了推挽電路的缺點(diǎn)，功率晶體管T1、T4和T2、T3反相，T1和T2相位互差180度。調(diào)節(jié)T1和T2的輸出脈沖寬度，輸出交流電壓的有效值即隨之改變。由于該電路具有能使T2和T4共同導(dǎo)通的功能，因而具有續(xù)流回路，即使對(duì)感性負(fù)載，輸出電壓波形也不會(huì)畸變。該電路的缺點(diǎn)是上、下橋臂的功率晶體管不共地，因此必須采用專門驅(qū)動(dòng)電路或采用隔離電源。另外，為防止上、下橋臂發(fā)生共同導(dǎo)通，在T1、T4及T2、T3之間必須設(shè)計(jì)先關(guān)斷后導(dǎo)通電路，即必須設(shè)置死區(qū)時(shí)間，其電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。　　推挽電路和全橋電路的輸出都必須加升壓變壓器，由于工頻升壓變壓器體積大，效率低，價(jià)格也較貴，隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，采用高頻升壓變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)逆變，可實(shí)現(xiàn)高功率密度逆變，這種逆變電路的前級(jí)升壓電路采用推挽結(jié)構(gòu)，但工作頻率均在20KHZ以上，升壓變壓器采用高頻磁芯材料，因而體積?。亓枯p，高頻逆變后經(jīng)過(guò)高頻變壓器變成高頻交流電，又經(jīng)高頻整流濾波電路得到高壓直流電（一般均在300V以上）再通過(guò)工頻逆變電路實(shí)現(xiàn)逆變。　　采用該電路結(jié)構(gòu)，使逆變虬路功率密度大大提高，逆變電源的空載損耗也相應(yīng)降低，效率得到提高，該電路的缺點(diǎn)是電路復(fù)雜，可靠性比上述兩種電路低。　　上述幾種逆變電源的主電路均需要有控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，一般有方波和正弱波兩種控制方式，方波輸出的逆變電源電路簡(jiǎn)單，成本低，但效率低，諧波成份大。正弦波輸出是逆變電源的發(fā)展趨勢(shì)，隨著微電子技術(shù)的發(fā)民，有PWM功能的微處理器也已問(wèn)世，因此正弦波輸出的逆變技術(shù)已經(jīng)成熟。　　1、方波輸出的逆變電源目前多采用脈寬調(diào)制集成電路，如SG3525，TL494等。實(shí)踐證明，采用SG3525集成電路，并采用功率場(chǎng)效應(yīng)管作為開(kāi)關(guān)功率元件，能實(shí)現(xiàn)性能價(jià)格比較高的逆變電源，由于SG3525具有直接驅(qū)動(dòng)功率場(chǎng)效應(yīng)管的能力并具有內(nèi)部基準(zhǔn)源和運(yùn)算放大器和欠壓保護(hù)功能，因此其外圍電路很簡(jiǎn)單。　　2、正弦波輸出的逆變電源控制集成電路　　正弦波輸出的逆變電源，其控制電路可采用微處理器控制，如INTEL公司生產(chǎn)的80C196MC、摩托羅拉公司生產(chǎn)的MP16以及MI－CROCHIP公司生產(chǎn)的PIC16C73等，這些單片機(jī)均具有多路PWM發(fā)生器，并可設(shè)定上、上橋臂之間的死區(qū)時(shí)間，采用INTEL公司80C196MC實(shí)現(xiàn)正弦波輸出的電路，80C196MC完成正弦波信號(hào)的發(fā)生，并檢測(cè)交流輸出電壓，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。　　逆變電源的主功率元件的選擇至關(guān)重要，目前使用較多的功率元件有達(dá)林頓功率晶體管（BJT），功率場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET），絕緣柵晶體管（IGBT）和可關(guān)斷晶閘管（GTO）等，在小容量低壓系統(tǒng)中使用較多的器件為MOSFET，因?yàn)镸OSFET具有較低的通態(tài)壓降和較高的開(kāi)關(guān)頻率，在高壓大容量系統(tǒng)中一般均采用IGBT模塊，這是因?yàn)镸OSFET隨著電壓的升高其通態(tài)電阻也隨之增大，而IGBT在中容量系統(tǒng)中占有較大的優(yōu)勢(shì)，而在特大容量（100KVA以上）系統(tǒng)中，一般均采用GTO作為功率元件。: 回答者：網(wǎng)友

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