PWM態(tài)存在開(kāi)關(guān)管的ZCS導(dǎo)通現(xiàn)象如何解決?
在這篇文章中,小編將為大家?guī)?lái)PWM的相關(guān)報(bào)道。如果你對(duì)本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、PWM基本原理
脈寬調(diào)制(PWM)基本原理:控制方式就是對(duì)逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制,使輸出端得到一系列幅值相等但寬度不一致的脈沖,用這些脈沖來(lái)代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個(gè)周期中產(chǎn)生多個(gè)脈沖,使各脈沖的等值電壓為正弦波形,所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制,既可改變逆變電路輸出電壓的大小,也可改變輸出頻率。
例如,把正弦半波波形分成N等份,就可把正弦半波看成由N個(gè)彼此相連的脈沖所組成的波形。這些脈沖寬度相等,都等于 π/n ,但幅值不等,且脈沖頂部不是水平直線(xiàn),而是曲線(xiàn),各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替,使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦等分的中點(diǎn)重合,且使矩形脈沖和相應(yīng)正弦部分面積(即沖量)相等,就得到一組脈沖序列,這就是PWM波形??梢钥闯?,各脈沖寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)沖量相等效果相同的原理,PWM波形和正弦半波是等效的。對(duì)于正弦的負(fù)半周,也可以用同樣的方法得到PWM波形。
二、PWM態(tài)存在開(kāi)關(guān)管的ZCS導(dǎo)通現(xiàn)象如何解決?
如下圖所示,PWM態(tài)存在開(kāi)關(guān)管的ZCS導(dǎo)通現(xiàn)象。
若t2開(kāi)始到電流再次反向,電流不為零,在諧振電流再次到正向之前,其工作示意圖如下圖所示(假設(shè)副邊有電流,DR1和DR2均有可能導(dǎo)通):
在諧振電流過(guò)零前Q2驅(qū)動(dòng)脈沖到來(lái),Q2導(dǎo)通;但此時(shí)Q1的體二極管D1也在續(xù)流,因此,電流從D1到Q2迅速換流,Q2為ZCS導(dǎo)通。
此時(shí),D1反向恢復(fù),產(chǎn)生很大的反向電流尖峰,在Q1的驅(qū)動(dòng)上會(huì)耦合出很高的負(fù)向尖峰。下面為整流模塊在PWM態(tài)測(cè)試到的實(shí)際波形。圖中紅色圈住的部分就是D1向Q2換流時(shí)產(chǎn)生的反向恢復(fù)電流尖峰。驅(qū)動(dòng)上的正向尖峰也有,但比較好抑制,問(wèn)題不突出。
比較有效的方法為: 1. 在開(kāi)關(guān)管GS(GE)端并聯(lián)nf級(jí)或者pf級(jí)電容,或者R、C串聯(lián),具體數(shù)值看優(yōu)化效果。缺點(diǎn)是增加了開(kāi)關(guān)管的輸入電容,使開(kāi)關(guān)損耗增加,尤其在低壓大電流時(shí)更為嚴(yán)重,需要權(quán)衡 2. 在開(kāi)關(guān)管GS(GE)端加對(duì)頂?shù)姆€(wěn)壓管,或者穩(wěn)壓管與快恢復(fù)二極管對(duì)頂,穩(wěn)壓管抑制負(fù)向尖峰。缺點(diǎn)是容易引起G極的振蕩,造成誤導(dǎo)通,可嘗試對(duì)頂?shù)膬蓚€(gè)器件再串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮琛?
3. 與第2條措施類(lèi)似,穩(wěn)壓管換成TVS瞬態(tài)抑制管,缺點(diǎn)也和第2條類(lèi)似。 4. 選用具有體二極管快恢復(fù)特性的開(kāi)關(guān)管,如Infineon的CFD系列等。
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