HPWM技术在逆变器中的应用

说在较大负载情况下，在半波电感电流峰值附近上管难以实现ZVS开通，从而仍然有较大的开通损耗；电感取值减小，其电流瞬时值脉动变大，则ZVS实现的范围加大，开通损耗可以减小，但此时由于整个输出周期内电感上的瞬时电流的高频脉动很大，因而磁芯的磁滞及涡流损耗增加。所以，电感的取值、ZVS实现的范围及电路的效率之间需根据具体情况适当折衷。

　　在实际应用中需做以下说明：

　　1.如考虑逆变器负载功率因数较大的情况下，则Uo,iL在整个周期大部分时间内为同向，即有式tdead2>tdead1成立。为充分保证上管软开关的实现，则可以考虑在下管驱动附加加速关断措施，如采用电阻二极管网络，以适当增加下管关断到上管开通之间的死区时间。

　　2.由上述可知，由于要保证ZVS的实现，则滤波电感上必然存在较大的电流脉动，因而电感的磁芯损耗比较大，实际应用须选用电阻率高、高频损耗小的磁芯材料。

　　3.同理由上述的分析，由于ZVS实现的范围与电感磁芯损耗的矛盾，在负载范围较大的情况下，很难折衷得到很好的效果，因此该方式只适用于较小功率的应用场合，而应用于较大功率场合时，则可以考虑用相同功率的模块实现并联。


4、实验波形和结论：

　　图4是上下功率管的实现ZVS时的驱动电压与相应漏源电压波形。由图可以看出，上下管均很好的实现了零电压开关。

　　图5、图6分别是空载输出电压与电感电流阻性满载输出电压及电感电流空载时由于电感上的电流在半个周期内均可以过零，因而此时功率管可以较好的实现软开关；满载时电感电流瞬时值过零的范围明显减少，此时上管很难实现软开通。要进一步确定电感取值与负载、ZVS实现的范围以及电路效率之间的关系除了理论分析外，也还需要进行大量的实验。图7为逆变器的效率曲线，阻性满载的输出效率约为92%。



5、参考文献

1.刘凤君，“正弦波逆变器”，科学出版社，2002

2 A. NABAE, H. NAKANO and Y.OKAMURA, A Novel Control Strategy of the Inverter with Sinusoidal Voltage and Current Outputs, PESC’94, pp.154～159

3.R.S.Lai and K.D.T.Ngo,A PWM Method for Reduction of Switching Loss in An Full-bridge Inverter,IEEE Trans.on PE Vol.10,No,3,1995