理论教育 单相逆变电路开关器件的利用系数优化方案

单相逆变电路开关器件的利用系数优化方案

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:设单相逆变电路的输入电压Ud最大值为Udmax,这决定了开关的额定耐压。将各种单相逆变器的开关器件利用率进行比较,首先比较额定输出的方波逆变模式。将参数带入式(2-1)得此时,2.半桥逆变器此时,3.全桥逆变器此时,这说明无论是在全桥,还是半桥、推挽电路中,最大开关器件利用率均为0.16。

单相逆变电路开关器件的利用系数优化方案

设单相逆变电路的输入电压Ud最大值为Udmax,这决定了开关的额定耐压。在PWM模式中,Ud可看作稳定在Udmax值附近;但在方波模式下,Ud通常要低于Udmax,从而也降低了输出电压值。不考虑PWM工作模式或方波工作模式的差别,假设负载电感值足够大,可以在最重负载情况下将输出电流Io维持在纯正弦电流有效值Iomax附近(对于方波输出的一个理想条件)。

若假设输出电流为纯正弦,逆变器的基波频率处的输出功率为最大额定输出:Uo1Iomax,其中Uo1为输出电压的基波成分。假设UTIT分别为开关器件的额定电压、电流峰值,则逆变器的所有开关器件利用率γ可定义为

式中 q——逆变器中的开关器件数量。

将各种单相逆变器的开关器件利用率进行比较,首先比较额定输出的方波逆变模式(最大开关器件利用率发生在Ud=Udmax)。

1.推挽逆变器

式中 n——变压器匝比。

将参数带入式(2-1)得

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2.半桥逆变器(www.daowen.com)

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3.全桥逆变器

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这说明无论是在全桥,还是半桥、推挽电路中,最大开关器件利用率均为0.16。而实际中的开关器件利用率通常要略小于0.16,这是因为

(1)为保证开关器件工作安全,其额定容量的选取较保守,通常留有较大裕量;

(2)决定PWM逆变器开关器件的电流额定值需考虑直流输入电压的变化范围;

(3)输出负载的波动直接影响开关器件电流容量;逆变器通常要求具有短时间的过载能力,综上所述,实际应用中的开关器件利用率要低于0.16。

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