逆变变压器漏感会影响全桥式逆变主电路吗？
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逆变变压器作为一种比较常见的变压器类型，被广泛的应用在家电以及工业领域中，近几年国内市场也推出了多款新产品，在技术方面正在逐渐追平与国际品牌的差距。然而，逆变变压器漏感影响却是一个让很多工程师都感到棘手的问题，那么，变压器漏感对于全桥式逆变主电路都有哪些影响，应该采取什么方法进行控制?本文将会就这一问题进行简要介绍。 想要了解逆变变压器漏感是否会对全桥式逆变主电路产生影响，当务之急是要弄清楚这种主电路的基础结构。全桥式逆变主电路的基础结构如下图中图1所示。从下图中我们可以看到，以E表示电网输入电压经过整流滤波后得到的直流电压。功率元件IGBT1和IGBT4为一组，IGBT2和IGBT3为一组，每组IGBT同时导通或关断，当激励脉冲信号轮流驱动IGBT1、IGBT4和IGBT2、IGBT3时，逆变主电路将直流高压转换为一定频率的交流电压送到中频变压器，经降压整流滤波输出。快速恢复二极管VD1～VD4与IGBT1～IGBT4被设置为反向并联状态，这样可以作为IGBT关断时反向续流通道以保护IGBT。R1～R4、C1～C4分别组合成缓冲环节，并联在每个IGBT的C、E间并组成一个RC阻容吸收网络，以此来吸收IGBT的集电极由于关断而引起的尖峰电压，起保护IGBT的作用，同时减小开关管关断时的电压上升速度，减少关断损耗。
图1 全桥式逆变主电路 在了解了全桥式逆变主电路的系统结构后，结合图1的主电路图，我们可以得出一个很清晰的结论：就输入交变方波的逆变电源变压器而言，漏感的存在会严重影响逆变电源开通、关断的过渡过程。在逆变电源的开通阶段，一个阶跃电压加到由变压器漏感、电源引线电感和一、二次绕组的分布电容等组成的谐振电路上，将造成暂态过程，变压器一次侧将产生过电压。该阶跃电压施加到IGBT两端，同样会产生一过电压，对开关管有电压冲击，甚至会严重危及管子的安全。 图2变压器两端的电压波形 图2为逆变变压器两端的电压波形，造成这种波形的原因在于，当IGBT由导通状态到关断状态的瞬间，也就是即续流二极管导通、变压器一次侧开始续流的初始时刻，变压器的工作磁通发生突变，同时漏感在导通期间储存的能量LI2/2迅速释放，由此导致变压器一、二次侧产生超过正常电压很多甚至数倍的尖峰电压，如图2中的t1时刻。当变压器漏抗过大时，将会造成全桥逆变电路逆变颠覆。该电压施加到IGBT上，会在集射极间产生瞬态尖峰电压。 当变压器的漏抗过大时，此时功率元件IGBT两端的尖峰电压可以通过公式计算为Ucep=Ud Ufm Ldi/dt。在该公式中，参数Ucep为IGBT集射间的峰值电压，参数Ud为直流高压，参数Ufm为二极管暂态正向压降，正向压降处于1200V级时可达40～60V，L为吸收回路电感;di/dt为电流变化率。由该公式可以得出结论，即变压器漏感增大会使续流总能量增加，从而在续流二极管开通瞬间产生较大的电流，增大di/dt，功率元件IGBT集射极间的峰值电压Ucep增加，使功率开关管损坏的可能性变大。当变换器中的开关管均截止时，变压器两端电压的理想情况应该是迅速回到0V，但实际情况正如图中的t1～t2时刻，由于变压器漏感的存在，开关管关断时变压器一次电压并未完全关断，而显示为一个衰减振荡的波形，可通过RC吸收回路消除。 以上就是本文针对逆变变压器漏感对于全桥式逆变主电路所产生的影响的分析，希望能够对工程师的设计和研发工作有所帮助。 |
