高壓經(jīng)過PWM驅(qū)動(單極性),輸出信號加個RC濾波發(fā)現(xiàn)是很好的正弦。但是輸出波形問題很大。
第一:不同高壓,輸出波形不同
第二:不同功率,輸出波形不同
第三:后面到底是共模還是差摸?,濾波電容放電感前面還是后面?
難道,這個正弦波,只能在額定的頻率,額定的功率,額定的電壓才能得到?如果我有額定參數(shù),那濾波電容和電感怎么算?難道只能一個一個實(shí)驗(yàn)?
高壓經(jīng)過PWM驅(qū)動(單極性),輸出信號加個RC濾波發(fā)現(xiàn)是很好的正弦。但是輸出波形問題很大。
第一:不同高壓,輸出波形不同
第二:不同功率,輸出波形不同
第三:后面到底是共模還是差摸?,濾波電容放電感前面還是后面?
難道,這個正弦波,只能在額定的頻率,額定的功率,額定的電壓才能得到?如果我有額定參數(shù),那濾波電容和電感怎么算?難道只能一個一個實(shí)驗(yàn)?
要準(zhǔn)確計(jì)算正弦波逆變器 LC 濾波器的參數(shù)確實(shí)是件繁瑣的事,這里我介紹一套近似的
簡便計(jì)算方法,在實(shí)際的檢驗(yàn)中也證明是可行的。我的想法是SPWM 的濾波電感和正激類
的開關(guān)電源的輸出濾波電感類似,只是SPWM 的脈寬是變化的,濾波后的電壓是正弦波不
是直流電壓。如果在半個正弦周期內(nèi)我們按電感紋波電流最大的一點(diǎn)來計(jì)算我想是可行的。
下面以輸出 1000W220V 正弦波逆變器為例進(jìn)行LC 濾波器的參數(shù)的計(jì)算,先引入以下
幾個物理量:
Udc:輸入逆變H 橋的電壓,變化范圍約為320V-420V;
Uo:輸出電壓,0-311V 變化,有效值為220V;
D:SPWM 載波的占空比,是按正弦規(guī)律不斷變化的;
fsw: SPWM 的開關(guān)頻率,以20kHz 為例;
Io:輸出電流,電感的峰值電流約為1.4 Io;
Ton:開關(guān)管的導(dǎo)通時間,實(shí)際是按正弦規(guī)律不斷變化的;
L: LC 濾波器所需的電感量;
R:逆變器的負(fù)載電阻。
于是有:
L=( Udc- Uo) Ton/(1.4 Io) (1)
D= Uo/ Udc (2)
Ton=D/ fsw= Uo/(Udc* fsw) ( 3)
Io=Uo/R (4)
綜合(1),(3),(4)有:
L=(Udc- Uo)* Uo/(1.4 Io* Udc* fsw)=R(1-Uo/Udc)/(1.4 fsw)
例如,一臺輸出功率1000W 的逆變器,假設(shè)最小負(fù)載為滿載的15%則,
R=220*220/(1000*15%)=323Ω
從 L= R(1-Uo/Udc)/(1.4 fsw)可以看出,Uo=Udc 的瞬間L=0,不需要電感;Uo 越小需要
的L 越大我們可以折中取當(dāng)Uo=0.5Udc 時的L=323*(1-0.5)/(1.4 *20000)=5.8 mH
這個值是按照輸出15% Io 時電感電流依然連續(xù)計(jì)算的,所以比較大,可以根據(jù)逆變器
的最小負(fù)載修正,如最小負(fù)載是半載500W,L 只要1.7 mH 了。
確定了濾波電感我們就可以確定濾波電容 C 了,濾波電容C 的確定相對就比較容易,
基本就按濾波器的截止頻率為基波的5-10 倍計(jì)算就可以了。其計(jì)算公式為
f =1/ 2π LC