高頻逆變電源中后級(jí)電路原理分析

區(qū)別于普通逆變器，高頻逆變電源在進(jìn)行電流轉(zhuǎn)換的同時(shí)，會(huì)將低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的低壓交流電。由于采用了高頻磁芯材料，所以高頻逆變電源能很大程度上提高電路的功率密度。在高頻逆變電源中，后級(jí)電路是一種被設(shè)計(jì)者們孰知的電路，其功能主要是進(jìn)行放大和增強(qiáng)。

本篇文章就將介紹高頻逆變器中的后級(jí)電路，結(jié)合電路圖進(jìn)行原理的分析和講解。

圖1

米勒電容對(duì)高壓MOS管安全的影響及其解決辦法。

很多人在使用IR2110推動(dòng)全橋MOS時(shí)會(huì)變得非常不穩(wěn)定，經(jīng)常莫名奇妙地炸管，往往在低壓試驗(yàn)時(shí)好好的，母線電壓一調(diào)高就炸了，這確實(shí)是個(gè)令人非常頭疼的問(wèn)題。這里就先來(lái)分析一下MOS管GD結(jié)電容，也叫米勒電容對(duì)半橋上下兩管開關(guān)的影響。供分析的電路如下：

圖2

圖2中C1、C2分別是Q1、Q2的GD結(jié)電容，左邊上下兩個(gè)波形分別是Q1、Q2的柵極驅(qū)動(dòng)波形。先從t1-t2死區(qū)時(shí)刻開始分析，從圖2中可以看出這段時(shí)間為死區(qū)時(shí)間，也就是說(shuō)這段時(shí)間內(nèi)兩管都不導(dǎo)通，半橋中點(diǎn)電壓為母線電壓的一半，也就是說(shuō)C1,C2充電也是母線電壓的一半。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)運(yùn)行到t2時(shí)刻時(shí)，Q1的柵極變?yōu)楦唠娖?，Q1開始導(dǎo)通，半橋中點(diǎn)的電位急劇上升，C2通過(guò)母線電壓充電，充電電流通過(guò)驅(qū)動(dòng)電阻Rg和驅(qū)動(dòng)電路放電管Q4，這個(gè)充電電流會(huì)在驅(qū)動(dòng)電阻Rg和驅(qū)動(dòng)電路放電管Q4上產(chǎn)生一個(gè)毛刺電壓，請(qǐng)看圖中t2時(shí)刻那條紅色的豎線。如果這個(gè)毛刺電壓的幅值超過(guò)了Q2的開啟電壓Qth，半橋的上下兩管就共通了。有時(shí)候上下兩管輕微共通并不一定會(huì)炸管，但會(huì)造成功率管發(fā)熱，在母線上用示波器觀察也會(huì)看到很明顯的干擾毛刺。只有共通比較嚴(yán)重的時(shí)候才會(huì)炸管。還有一個(gè)特性就是母線電壓越高毛刺電壓也越高，也越會(huì)引起炸管。

大家知道了這個(gè)毛刺電壓產(chǎn)生的原理，下面就說(shuō)一說(shuō)問(wèn)題的解決，主要有三種解決方法：

1、采用柵極有源鉗位電路。可以在MOS管的柵極直接用一個(gè)低阻的MOS管下拉，讓它在死區(qū)時(shí)導(dǎo)通;

2、采用RC或RCD吸收電路;

3、柵極加負(fù)壓關(guān)斷，這是效果最好的辦法，它可以通過(guò)電平平移使毛刺電壓平移到源極電平以下，但電路比較復(fù)雜;