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逆变器前级推挽电路仿真(第二节)
阅读: 465 |  回复: 1 楼层直达

2020/06/26 09:18:37
1
LLC谐振电源设计
电源币:20 | 积分:3 主题帖:5 | 回复帖:13
LV2
班长

寿版逆变器学习收获

光伏逆变器前级往往需要先升压,再进行逆变。低压通过高频升压的主要目的是减小逆变器体积、提高功率密度、减小损耗,提高效率。但高频同样也面临诸多问题,如电磁干扰严重,SPWM驱动信号易受到影响等问题。随之就引入了软开关技术,在逆变的高压侧串联电容,使电容和漏感构成串联谐振回路,但串联谐振频率固定,如果谐振频率远大于开关频率,就会降低电源输出电压,同时降低效率,如果谐振频率小于开关频率,无法实现软开关,同时MOS管漏极产生较大的电压尖峰,可能会导致MOS管失效。综上,前级推挽选择开环工作模式,使工作频率固定,将PWM控制器(SG3525)占空比拉至最大,设置合适的死区时间,选择合适的谐振参数,以实现软开关,从而达到软开关和高效率的目标。

锂电池供电:                                       

DC输入电压V_in:40~56V

DC输出电压V_out:270~380V

输出功率P_out:1000W

效率:95%

推挽电路建模分析

推挽电路工作原理不在这里赘述。由于输入直流电压,变压器容易磁饱和,所以在设计时变压器原边两个绕组的方向需要注意,必须保证一个工作周期内,磁特性工作在一、三象限,输出的驱动信号为带死区的互补PWM波,下面为SG3525的驱动波形,波形是将占空比拉至最大时,输出带死区的互补PWM波。

下面为推挽电路的功率级电路模型,为了使仿真更加接近实际情况,原边MOS管并联等效电容200pF(该电容值为MOS管输出电容与PCB上寄生电容,通常取几百pF。),输入并联20mF电容,该电容不影响仿真结果,加在这里目的是为了更加接近实际情况,避免设计时疏忽;变压器采用4绕组变压器(仿真时,开始选用3绕组变压器,仿真结果错误,错误为高压侧谐振电流频率与低压侧谐振频率不相同,导致仿真中MOS管D极始终出现较大的尖峰,后来换用变压器,设置合适的参数,问题基本解决,但由于该软件没有合适的变压器,所以仿真结果不是特别理想);高压侧采用谐振的最大优点就是消除原边MOS的电压尖峰(但是调试中比较麻烦,如果调试不好,很难达到理想效果,有可能适得其反);二极管整流,二极管上会消耗较多的功率,导致二极管发热严重,如果器件选型不合适,高压侧串联谐振,很有可能会降低效率,但消除前级尖峰,会使机器变得更可靠。所以实际设计中会综合各方面因数来考虑设计方案,不能一味的追求某项参数指标。功率电路模型如下:

详细过程请WX所搜索”变换器软开关拓扑与控制策略研究“浏览全文。

电源网-天边在2020-07-09打赏该贴 +10 电源币 打赏理由:坚持!加油! 一步步的记录,成就最终的完美。

2020/07/29 08:42:07
2
斌520[实习版主]
电源币:4602 | 积分:17 主题帖:28 | 回复帖:1720
LV9
军长
考虑得再周全,仿真做得再好也没用,做出实物来检验理论。找出问题所在再进行修改完善。这才是做技术应有的态度。
2020/07/31 22:57:22
3
HL_ZXM
电源币:33 | 积分:6 主题帖:7 | 回复帖:5
LV3
排长
逆变器前级的推换驱动是交错式的,叫中心对齐波形!怎么老有人说是互补波形呢?正弦波的后级输出的栽波波形才是互补波形!

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