【導讀】相較于普通的逆變電源，高頻逆變電源能夠將低壓直流電轉化為高頻的低壓直流電，升壓處理之后就輸出高壓直流電。前級電路在高頻逆變電源中是問(wèn)題最多的設計部分。
本文將介紹前級電路中閉環(huán)前級與準開(kāi)環(huán)前級變壓器的匝數比設計，并進(jìn)行了較為詳細的介紹。
閉環(huán)前級變壓器匝數比的設計
圖1
圖2
如圖1、圖2所示，逆變電源的前級電路大多采用推挽結構，重點(diǎn)是開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的問(wèn)題。
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逆變器前級無(wú)論是開(kāi)環(huán)還是閉環(huán)只是變壓器的匝比和反饋環(huán)路的參數不同而已。比如需要設計一個(gè)輸入12V，變化范圍為10.5-15V，輸出電壓為交流220V50Hz的高頻修正方波逆變器。如果前級采用閉環(huán)結構，12V升壓后的直流電壓穩定在270V比較好，這樣為了使輸入10.5V時(shí)還能輸輸出270V，則變壓器的變比大約為（270+2VD）/（10.5-VDS）/D，其中VD為高壓整流管的壓降，VDS為前級MOS管的壓降，D為最大占空比。計算出來(lái)的結果大約是28。
特別注意的是當前級工作在閉環(huán)狀態(tài)時(shí)，比如輸入電壓比較高的話(huà)，D1、D3正端整流得出的，脈沖的峰值將超過(guò)270V，占空比小于1。需要L1、C11平滑濾波，所以L(fǎng)1不能省略，還要足夠大，否則MOS管發(fā)熱損耗很大。具體計算可根據正激開(kāi)關(guān)電源輸出濾波電感的計算，這里就不再贅述了。
準開(kāi)環(huán)前級變壓器匝數比的設計
實(shí)際中的逆變器前級往往省略L(fǎng)1，從電路上看還是閉環(huán)穩壓，電壓也是通過(guò)R1進(jìn)行反饋，又是怎么回事呢？從上面閉環(huán)穩壓的計算中可以看出，為了保持輸出的穩定，變壓器的變比設計的比較大。逆變器前后級都穩壓當然比較好，但也可以只是后級穩壓，后級穩壓在A(yíng)C220V，我們可以把前級直流高壓設計在最低220V就可以了，此時(shí)占空比為50%。如果前級直流高壓大于220V我們可以自動(dòng)把占空比調小點(diǎn)，這樣輸出交流電也穩定在220V了。
用這種方式的話(huà)我們的變壓器變比可以按輸入10.5V時(shí)輸出220V設計，計算結果變比大約是22。這樣輸入10.5-15V變化時(shí)，前級高壓的變動(dòng)范圍大約是220-320V。
如果L1直接短路，R1去掉，這樣就是一個(gè)純開(kāi)環(huán)的電路，只是有于變壓器漏感尖峰的存在，在逆變器空載時(shí)，前級輸出的直流高壓會(huì )虛高，對高壓濾波電容和后級高壓MOS管的安全不利。我們可以也接上R1做一個(gè)淺閉環(huán)反饋，限制空載高壓在320V，超過(guò)320V時(shí)，占空比會(huì )被控制到很小，這樣高壓濾波電容和后級高壓MOS管的安全得到了保證，空載電流也減小了。前級這樣設計的話(huà)，只要帶很小的負載，前級占空比立刻拉到最大，前級直流高壓降到320V以下。
在正弦比逆變器的前級電路中也可以這樣設計，對于輸入12V輸出220V的逆變器來(lái)說(shuō)，可以把變壓器的變比設計在32左右，這樣前級直流高壓的變化范圍大約在320-420V，通過(guò)改變后級SPWM的調制度也可以保證后級輸出220V電壓的穩定。
本篇文章介紹了高頻逆變電源前級電路中兩種匝數比設計，并對這兩種設計進(jìn)行了較為詳細的分析，給出了能夠讓電壓較為穩定的建議。希望大家在閱讀過(guò)本篇文章之后能對高頻逆變電源中前級電路有進(jìn)一步的了解。
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