大功率高频软开关逆变器的设计

2.3 状态3(t3,t4)
　　此时S1、S2、S4均处于截止状态，由于变压器的漏感Ls(漏感非常小)使电路内还有一定能量，引起阻尼振荡，其频率与负载无关，只与L及S2和S4的分布电容(C1和C3)有关，由于C1和C3比S2和S4的分布电容大得多，因此这种振荡只有在S2和S4的漏一源两端上观察到，在S1和S3的漏一源两端上无振荡。这种振荡会增加S2和S4的损耗，对S1和S3无影响。为了降低在S2和S4上的损耗，满足S2和S4在准零电压状态开通，只需满足以下条件：T3=t4-t3=T／2，T为振荡周期。如果T太小可以增大电感L，为使S2和S4安全工作不误导通，应适当增大T3，这时可根据不同情况增大L，而C1和C3在满足T2≥RC的情况下，应取得小一些，功率管采用MOSFET时，C1和C3一般取得1000～4700pF，功率管采用IGBT时C1和C3一般取大一些(10～20nF)。
　　经过上述3个状态后变换器就完成了半个周期，后半周期与此相同。

2.4 状态2和状态3的时间设定
　　设计是否合理是实现软开关和满足最大占空比的关键。从前面的工作过程分析看出状态2设得太大占空比就会减小，功率管的峰值电流会增大，次级整流二极管的反向耐压就会提高，这样就会增大功率管和二极管的损耗，高频燥声也会增大。因此，应尽量增大占空比，但如果状态2设计小了，C1和C3不能充分充放电，S1和S3就不能实现零电压开关，其损耗会增加，这是不允许的。状态3时间的最佳值比较临界，状态3时间长了由于高频振荡会增大S2和S4的损耗，状态3时间短了容易造成S2和S4瞬时短路，功率管采用MOSFET时，状态3时间一般在300ns左右，功率器件采用IGBT时一般取大一些(300～600ns)。

3 逆变器驱动波形死区及前后沿设置
　　S1和S3及S2和S4驱动波形的死区设置，S1和S4或S3和S2波形的前后沿的相对位置的设置如图5所示。

4 结语
实验结果表明，设计出的大功率软开关弧焊逆变器不仅体积小、重量轻、生产成本低，而且具有高效率和高可靠性，ICBT的开关损耗大大减小。该焊机的工艺性、可制造性、可维护性都达到了一个很高的水平。