交流逆变器 H 桥是否曾经以这种方式驱动?

电器工程 场效应管 开关模式电源 H桥
2022-01-23 07:46:30

目前正在进行一项名为“小盒子挑战”的谷歌竞赛。它是设计一个非常高效的交流逆变器。基本上,逆变器被馈入几百伏的直流电压,获胜的设计将因其以最高效的方式产生 2kW(或 2kVA)输出的能力而被选中。还有一些其他标准需要满足,但这是基本挑战,组织者表示效率必须高于 95%。

这是一项艰巨的任务,它让我把它当作一种练习来思考。我见过很多逆变器 H 桥设计,但它们都将 PWM 驱动到所有四个 MOSFET,这意味着有 4 个晶体管一直导致开关损耗:-

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上图是我通常读到的关于逆变器设计的图,但下图让我印象深刻,因为它可以将开关损耗几乎减少 2。

我以前从未见过它,所以我想我会在这里问其他人是否有 - 也许有一个我不认识的“问题”。无论如何,如果有人想知道我为什么要发布这个,我决定不参加比赛。

编辑 - 只是为了解释我认为它应该如何工作 - Q1 和 Q2(使用 PWM)可以产生(过滤后)一个“平滑”电压,可以在 0V 和 +V 之间变化。为了产生电源交流波形的前半个周期,Q4 导通(Q3 关断),Q1/Q2 产生 PWM 开关波形以产生 0 度到 180 度的正弦波。对于第二个半周期,Q3 导通(Q4 关断) Q1/Q2 使用适当的 PWM 时序产生反向正弦波电压。

题:

  • 在这种类型的设计中是否存在我不知道的问题 - 可能是 EMC 辐射或“它不会愚蠢地工作!”
1个回答

可以做到吗?是的

已经完成了吗?是的

它会按预期进行吗?一半的开关损耗?是的,如果注意右腿设备选择交易速度以换取传导损耗,那么您可以进一步改善 powerCore 损耗。

快速模型,带有一些优化得很差的输出滤波器并且没有真正调整,只是为了证明一个点和 100kHz 的开关频率(10kHz 似乎提供了合理的输出,但需要 FFT 和不同的负载:L、C、rect 等...)

这种方案确实难以过零,因此必须评估和确定对 THd 的影响是否是可接受的限制。

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