令人期待的大賽又開始了,我這個菜鳥也來湊下熱鬧。以往大賽各位大師的作品讓人膜拜不已,自己學(xué)到了不少的東西。
這次準(zhǔn)備做一個離網(wǎng)正弦波逆變器,SPWM芯片用EG8010,電路相對簡單,對于業(yè)余水平比較容易做成功。
輸入電壓:60V
變壓器:單個雙磁芯EE55
目標(biāo)功率:3000W
常規(guī)結(jié)構(gòu):前級推挽,后級H橋,單極姓調(diào)制交替驅(qū)動。
相關(guān)芯片:SG3525 EG8010
以往也做過逆變器,感覺還不是很滿意,借著這次機會重新做一個,準(zhǔn)備采用左右對稱布局,變壓器在中間,左右各一塊散熱器,推挽的管子左右各裝一半,H橋的管子也是左右各裝一個橋臂。由于EG8010采用單極性調(diào)制方式,高頻臂頻率高,開關(guān)損耗相對大,會造成兩塊散熱器發(fā)熱不均,決定采用單極姓交替方式來實現(xiàn)均熱。不考慮采用雙極性調(diào)制,雖然發(fā)熱均勻,但各管都工作在高頻下,總的開關(guān)損耗比單極性大,影響整機效率。
下面研究下怎么實現(xiàn)單極姓交替調(diào)制。 拜讀過老壽先生的“【用EG8010驅(qū)動大功率IGBT模塊的驅(qū)動板】一帖,深受啟發(fā),非常佩服老壽先生的精湛技術(shù)!老壽先生是為了獲得更大的死區(qū)時間,用RC延時+邏輯門方式另建死區(qū),經(jīng)一系列邏輯門最后實現(xiàn)單極性SPWM交替輸出,達到兩橋臂發(fā)熱一致的目的。
本次不需要改變死區(qū)時間,保留EG8010內(nèi)建死區(qū)時間,因此電路相對簡單,只需要在EG8010后加一片邏輯門芯片,就可以實現(xiàn)交替驅(qū)動。其實原理很簡單,以下作簡單分析,有錯誤的地方,敬請大師指點!
先看下圖,對比下單極性和單極姓交替波形時序圖的區(qū)別,常規(guī)的H橋:
EG8010單極性波形
單極性工作過程,在正弦波的正半周(正負(fù)只是相對而言)內(nèi)(即10ms),左上管Q1進行SPWM波開關(guān)動作,右下管Q4則一直導(dǎo)通,兩者共同構(gòu)成通路,向負(fù)載輸送電流,此時左下管Q2進行著與左上管Q1反相的開關(guān)動作,作用只是給濾波LC提供續(xù)流放電回路,并不參與向負(fù)載輸送電流。右上管Q3則一直關(guān)閉。在負(fù)半周期內(nèi),上下管的動作則相反。變?yōu)樽笙鹿躋2進行SPWM波開關(guān)動作,與右上管Q3構(gòu)成主通道。此時左上管Q1作用是提供續(xù)流,右下管Q4則一直關(guān)閉。就這樣一直循環(huán)輪流工作。左橋臂的兩管始終進行高頻開關(guān)動作,右橋臂的兩管始終進行低頻開關(guān)動作,因此左橋臂天關(guān)損耗肯定大于右橋臂。
單極姓交替波形:
上圖是每半個周期(10ms)交替一次的單極性波形時序圖。通過對比發(fā)現(xiàn),交替方式在正弦波的正半周內(nèi),各管的開關(guān)動作和單極性是一樣的,不同的是負(fù)半周的動作:右上管Q3進行SPWM波開關(guān)動作,與一直導(dǎo)通的左下管Q2構(gòu)成主功率通道,此時右下管Q4提供續(xù)流,左上管Q1則一直關(guān)閉。一直循環(huán)交替工作,實際就是在另半個周期內(nèi),Q1和Q4, Q2和Q3對換了位置。這種方式兩個橋臂的工作狀態(tài)相同,發(fā)熱情況則相同。
但嚴(yán)格來說,這種每半周交替一次的方式,只是兩個橋臂發(fā)熱情況相同,并非是每個管的發(fā)熱相同,因為上管比下管壓力大,SPWM波主功率開關(guān)動作都是由上管完成的,此時下管要么只是提供續(xù)流回路,要么一直導(dǎo)通。開關(guān)損耗低于上管。但總體比單極性好!
其實這種交替方式,可以簡單理解為用一個四刀雙擲的開關(guān)進行切換。如圖:
因此用一塊邏輯門就可以實現(xiàn)切換,74HC157,四路2選1數(shù)據(jù)選擇器,遲點貼上仿真文件。