qubieyuputongnibianqi
，gaopinnibiandianyuanzaijinxingdianliuzhuanhuandetongshi，huijiangdiyadianzhuanbianweigaopindediyajiaoliudian。youyucaiyonglegaopincixincailiao，suoyigaopinnibiandianyuannenghendachengdushangtigaodianludegonglvmidu。zaigaopinnibiandianyuanzhong，houjidianlushiyizhongbeishejizhemenshuzhidedianlu，qigongnengzhuyaoshijinxingfangdahezengqiang。

 

本篇文章就將介紹高頻逆變器中的後級電路
，結合電路圖進行原理的分析和講解。

圖1

 

 

很多人在使用IR2110推動全橋MOS時shi會hui變bian得de非fei常chang不bu穩wen定ding，經jing常chang莫mo名ming奇qi妙miao地di炸zha管guan，往wang往wang在zai低di壓ya試shi驗yan時shi好hao好hao的de，母mu線xian電dian壓ya一yi調tiao高gao就jiu炸zha了le，這zhe確que實shi是shi個ge令ling人ren非fei常chang頭tou疼teng的de問wen題ti。這zhe裏li就jiu先xian來lai分fen析xi一yi下xiaMOS管GD結電容，也叫米勒電容對半橋上下兩管開關的影響。供分析的電路如下：

圖2

 

圖2中C1、C2分別是Q1、Q2的GD結電容
，左邊上下兩個波形分別是Q1、Q2的柵極驅動波形。先從t1-t2死區時刻開始分析
，從圖2中可以看出這段時間為死區時間
，也就是說這段時間內兩管都不導通
，半橋中點電壓為母線電壓的一半，也就是說C1,C2充電也是母線電壓的一半。當驅動信號運行到t2時刻時，Q1的柵極變為高電平，Q1開始導通，半橋中點的電位急劇上升，C2通過母線電壓充電
，充電電流通過驅動電阻Rg和驅動電路放電管Q4


，這個充電電流會在驅動電阻Rg和驅動電路放電管Q4上產生一個毛刺電壓，請看圖中t2時刻那條紅色的豎線。如果這個毛刺電壓的幅值超過了Q2的開啟電壓Qth，半ban橋qiao的de上shang下xia兩liang管guan就jiu共gong通tong了le。有you時shi候hou上shang下xia兩liang管guan輕qing微wei共gong通tong並bing不bu一yi定ding會hui炸zha管guan
，但dan會hui造zao成cheng功gong率lv管guan發fa熱re
，在zai母mu線xian上shang用yong示shi波bo器qi觀guan察cha也ye會hui看kan到dao很hen明ming顯xian的de幹gan擾rao毛mao刺ci。隻zhi有you共gong通tong比bi較jiao嚴yan重zhong的de時shi候hou才cai會hui炸zha管guan。還hai有you一yi個ge特te性xing就jiu是shi母mu線xian電dian壓ya越yue高gao毛mao刺ci電dian壓ya也ye越yue高gao
，也ye越yue會hui引yin起qi炸zha管guan。

 

大家知道了這個毛刺電壓產生的原理，下麵就說一說問題的解決，主要有三種解決方法：

 

1
、采用柵極有源鉗位電路。可以在MOS管的柵極直接用一個低阻的MOS管下拉，讓它在死區時導通；

 

2、采用RC或RCD吸收電路；

 

3、柵極加負壓關斷，這是效果最好的辦法，它可以通過電平平移使毛刺電壓平移到源極電平以下，但電路比較複雜；

 

IR2110是IR公司早期推出的半橋驅動器
，具有功耗小，電路簡單，開關速度快等優點，廣泛應用於逆變器的全橋驅動中。對於DIP16封裝的IR2110在正弦波逆變器的應用中主要應注意以下幾點：

圖3
 

1、13腳的邏輯地和2腳的驅動地在布線時要分開來走，邏輯地一般要接到5V濾波電容的負端，再到高壓濾波電容的負端，驅動地一般要接到12-15V驅動電源的濾波電容的負端
，再到兩個低端高壓MOS管中較遠的那個MOS的源極。如圖3所示。

 

2、在正弦波逆變器中因為載波的頻率較高，母線電壓也較高，自舉二極管要使用高頻高壓的二極管。因為載波占空比接近100%，自舉電容的容量要按照基波計算，一般需要取到47-100uF，最好並一個小的高頻電容。

 

 

要準確計算正弦波逆變器LC濾波器的參數確實是件繁瑣的事，這裏介紹一套近似的簡便計算方法，在實際的檢驗中也證明是可行的。SPWM的濾波電感和正激類的開關電源的輸出濾波電感類似
，隻是SPWMdemaikuanshibianhuade，lvbohoudedianyashizhengxianbobushizhiliudianya。ruguozaibangezhengxianzhouqineiandianganwenbodianliuzuidadeyidianlaijisuanshikexingde。xiamianyishuchu1000W220V正弦波逆變器為例進行LC濾波器的參數的計算，先引入以下幾個物理量：

 

Udc：輸入逆變H橋的電壓

，變化範圍約為320V-420V；

 

Uo：輸出電壓，0-311V變化
，有效值為220V

；

 

D：SPWM載波的占空比
，是按正弦規律不斷變化的；

 

fsw：SPWM的開關頻率
，以20kHz為例；

 

Io：輸出電流，電感的峰值電流約為1.4Io
；

 

Ton：開關管的導通時間，實際是按正弦規律不斷變化的
；

 

L：LC濾波器所需的電感量
；

 

R：逆變器的負載電阻；

 

於是有：

 

L=（Udc-Uo）Ton/（1.4Io）（1）

 

D=Uo/Udc（2）

 

Ton=D/fsw=Uo/（Udc*fsw）（3）

 

Io=Uo/R（4）

 

綜合（1）、（3）、（4）有：

 

L=（Udc-Uo）*Uo/（1.4Io*Udc*fsw）=R（1-Uo/Udc）/（1.4fsw）

 

例如，一台輸出功率1000W的逆變器，假設最小負載為滿載的15%則,R=220*220/（1000*15%）=323Ω

 

從L=R（1-Uo/Udc）/（1.4fsw）可以看出，Uo=Udc的瞬間L=0，不需要電感。Uo越小需要的L越大我們可以折中取當Uo=0.5Udc時的L=323*（1-0.5）/（1.4*20000）=5.8mH這個值是按照輸出15%Io時電感電流依然連續計算的
，所以比較大，可以根據逆變器的最小負載修正，如最小負載是半載500W
，L隻要1.7mH了。

 

確定了濾波電感我們就可以確定濾波電容C了
，濾波電容C的確定相對就比較容易，基本就按濾波器的截止頻率為基波的5-10倍計算就可以了。其計算公式為：