一 推挽" title="推挽">推挽逆變器" title="逆變器">逆變器的原理分析

　　主電路如圖1所示：

　　Q1,，Q2理想的柵極（UG1,，UG2）漏極（UD1,，UD2）波形如圖2所示：

　　實(shí)際輸出的漏極波形：

　　從實(shí)際波形中可以看出，漏極波形和理想波形存在不同：在Q1，Q2兩管同時截止的死區(qū)處都長了一個長長的尖峰" title="尖峰">尖峰,，這個尖峰對逆變器/UPS性能的影響和開關(guān)管Q1,，Q2的威脅是不言而喻的，這里就不多說了,。

　　二 Q1,，Q2兩管漏極產(chǎn)生尖峰的成因分析

　　從圖1中可以看出，主電路功率元件是開關(guān)管Q1,，Q2和變壓器" title="變壓器">變壓器T1,。 Q1，Q2的漏極引腳到TI初級兩邊走線存在分布電感,， T1初級存在漏感" title="漏感">漏感,，當(dāng)然T1存在漏感是主要的?？紤]到漏感這個因素我們畫出推挽電路主電路等效的原理圖如圖4所示：

　　從圖4中可以看出L1,，L2就等效于變壓器初級兩邊的漏感，我們來分析一下Q1導(dǎo)通時的情形：當(dāng)Q1的柵極加上足夠的驅(qū)動電壓后飽和導(dǎo)通,，電池電壓加到漏感L1和變壓器T1初級上半部分,，當(dāng)然絕大部分是加到T1初級上半部分，因?yàn)長1比T1初級上半部分電感小得多,。此時Q2是截止的,，主電路電流方向?yàn)閺碾姵卣龢O到T1初級上半部分到L1到Q1的DS再回到電池的負(fù)極;L1上電壓的極性為左負(fù)右正，T1初級上半部分電壓的極性為上負(fù)下正,，如圖5所示：

　　當(dāng)Q1柵極信號由高電平變?yōu)榈碗娖綍r,，此時Q2也還截止，即死區(qū)處Q1,，Q2都不導(dǎo)通,，T1初級上半部分由于和次級耦合的原因，能量僅在Q1導(dǎo)通時向次級傳遞能量,，到Q1截止時T1初級上半部分上端的電位已恢復(fù)到電池電壓,，而L1可以看做是是一個獨(dú)立的電感，它儲存的能量耦合不到變壓器T1的次級,。但是,，隨著Q1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)向截止，L1上的電流迅速減小,，大家知道電感兩端的電流是不能突變的,，根據(jù)自感的原理L1必然要產(chǎn)生很高的反向感生電動勢來阻礙它電流的減小，所以此時電感電壓的極性和圖5相反,，T1初級上半部分的電壓為0,，兩端點(diǎn)的電壓都等于電池電壓,，此時Q1漏極的電壓就等于L1兩端的電壓和電池電壓之和，這就是Q1,，Q2兩管漏極產(chǎn)生尖峰的原因,，如圖6所示。

　　三 Q1,，Q2兩管漏極產(chǎn)生尖峰的消除

　　上面我們已經(jīng)分析了Q1,，Q2兩管漏極產(chǎn)生尖峰的原因，下面我們就來想辦法消除這個尖峰了,。我想到的辦法就是Q1,，Q2的漏極到電池的正極加一個開關(guān)，當(dāng)然這個開關(guān)也由MOS管來充當(dāng),，當(dāng)然其它功率管也行,。這個開關(guān)只在Q1，Q2都截止時才導(dǎo)通,，用電路實(shí)現(xiàn)如圖7所示：

　　由圖7可以看出,，加入D1，D2可以防止Q3,，Q4寄生二極管的導(dǎo)通,，這樣，Q1,，Q2漏極的尖峰就可以限制在D1,，D2和Q3，Q4的壓降之和了,，而這個壓降是很小的,，漏感的尖峰的能量也釋放回電池和C1了。

　　Q1,，Q2,，Q3，Q4的驅(qū)動時序如圖8所示：

　　加入了有源嵌位后實(shí)際輸出的波形如圖9所示：

　　四 這個電路和全橋逆變電路的比較：

　　看到這里,，大家也許會說,，這個電路和全橋電路不是一樣嗎？你的電路還多了兩個二極管,。不錯，這個電路和那種兩橋臂上下管都互補(bǔ)的全橋電路來說還是有些相似,，最大的不同就是我這個電路主電路還是推挽,，它的導(dǎo)通壓降還是一個MOS管的導(dǎo)通壓降，而全橋電路是兩個MOS管的導(dǎo)通壓降,！對于采用低電壓大電流電池供電的應(yīng)用場合,，這個電路的損耗更小,，效率更高，因?yàn)槁└械膬δ鼙容^小,， Q3,，Q4選型時可以比Q1，Q2電流小得多,，因而節(jié)約了成本,。

　　實(shí)際上Q3，Q4可以只用一個的,，如圖10所示：

　　驅(qū)動邏輯改為,，如圖11所示：

　　總結(jié)：本文從原理出發(fā)分析了在推挽逆變器中兩開關(guān)管漏極產(chǎn)生尖峰的原因，提出了改進(jìn)方法,，并在實(shí)際應(yīng)用中得到驗(yàn)證是可行的,，相比于傳統(tǒng)推挽逆變器，極大地提升了了性能,，提高了效率和穩(wěn)定性,。