推挽逆變器中兩開關(guān)管漏極產(chǎn)生尖峰的原因及改進(jìn)方法

一 推挽逆變器的原理分析

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(shí)截止的死區(qū)處都長了一個長長的尖峰，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，當(dāng)然T1存在漏感是主要的。考慮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(shí)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(shí)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(shí)，此時(shí)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(shí)向次級傳遞能量，到Q1截止時(shí)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(shí)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(shí)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。