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,自己學到了不少的東西。
這次準備做一個離網正弦波逆變器,SPWM芯片用EG8010,電路相對簡單,對于業余水平比較容易做成功。
輸入電壓:60V
變壓器:單個雙磁芯EE55
目標功率:3000W
常規結構:前級推挽,后級H橋,單極姓調制交替驅動。
相關芯片: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采用單極性調制方式,高頻臂頻率高,開關損耗相對大,會造成兩塊散熱器發熱不均,決定采用單極姓交替方式來實現均熱。不考慮采用雙極性調制,雖然發熱均勻,但各管都工作在高頻下,總的開關損耗比單極性大,影響整機效率。
下面研究下怎么實現單極姓交替調制。 拜讀過老壽先生的“【用EG8010驅動大功率IGBT模塊的驅動板】一帖,深受啟發,非常佩服老壽先生的精湛技術!老壽先生是為了獲得更大的死區時間,用RC延時+邏輯門方式另建死區,經一系列邏輯門最后實現單極性SPWM交替輸出,達到兩橋臂發熱一致的目的。
本次不需要改變死區時間,保留EG8010內建死區時間,因此電路相對簡單,只需要在EG8010后加一片邏輯門芯片,就可以實現交替驅動。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別,常規的H橋:
EG8010單極性波形
單極性工作過程,在正弦波的正半周(正負只是相對而言)內(即10ms),左上管Q1進行SPWM波開關動作,右下管Q4則一直導通,兩者共同構成通路,向負載輸送電流,此時左下管Q2進行著與左上管Q1反相的開關動作,作用只是給濾波LC提供續流放電回路,并不參與向負載輸送電流。右上管Q3則一直關閉。在負半周期內,上下管的動作則相反。變為左下管Q2進行SPWM波開關動作,與右上管Q3構成主通道。此時左上管Q1作用是提供續流,右下管Q4則一直關閉。就這樣一直循環輪流工作。左橋臂的兩管始終進行高頻開關動作,右橋臂的兩管始終進行低頻開關動作,因此左橋臂天關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。通過對比發現,交替方式在正弦波的正半周內,各管的開關動作和單極性是一樣的,不同的是負半周的動作:右上管Q3進行SPWM波開關動作,與一直導通的左下管Q2構成主功率通道,此時右下管Q4提供續流,左上管Q1則一直關閉。一直循環交替工作,實際就是在另半個周期內,Q1和Q4, Q2和Q3對換了位置。這種方式兩個橋臂的工作狀態相同,發熱情況則相同。
但嚴格來說,這種每半周交替一次的方式,只是兩個橋臂發熱情況相同,并非是每個管的發熱相同,因為上管比下管壓力大,SPWM波主功率開關動作都是由上管完成的,此時下管要么只是提供續流回路,要么一直導通。開關損耗低于上管。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進行切換。如圖:
因此用一塊邏輯門就可以實現切換,74HC157,四路2選1數據選擇器,遲點貼上仿真文件。