高频脉宽调制技术在逆变器中的应用

多数情况下，有I₁>I₀，因而一般需t_dead2>t_dead1。

3 ZVS实现的条件及范围

从以上的工作模式分析可知，由于电容C₁及C₃的存在，S₁及S₃容易实现ZVS关断；要实现功率管的零电压开通，必须保证有足够的能量在其开通之前抽去等效并联电容上所储存的电荷，即

L_fi_L²>C_effU_d²＋C_effU_d²=C_effU_d²（13）

在上面的分析中，下管总是容易实现ZVS开通，因为其开通时刻总是在电感电流的瞬时最大值的时刻，即使轻载时电感储存的能量也可以保证其实现零电压开通；对于上管来说，则必须在零态续流模式中电感电流瞬时值由正变负，达到一定负向值，才能保证在下管关断时该电流可以使上管等效并联电容放电，从而实现其零电压开通。此种情况实际为在输出半个周期中，电感电流与输出电压同向，即u_o>0，i_L>0的情况；当二者反向即i_L0时，则上下管的情况正好互换，上管容易实现ZVS开通，而下管实现ZVS的条件则同样在零态续流模式中要保证电感电流瞬时值反向。对输出电压负半周，上下管实现ZVS的情况与正半周相同。

滤波电感的取值直接影响ZVS实现的范围，也影响到电路的效率。考虑到输出电压半个周期内电路可以等效为一Buck变换器，由此得滤波电感的最大值需满足L_fmax≤。电感值大，电感电流瞬时值变化范围小，ZVS实现的范围减小，也就是说在较大负载情况下，在半波电感电流峰值附近上管难以实现ZVS开通，从而仍然有较大的开通损耗；电感取值减小，其电流瞬时值脉动变大，则ZVS实现的范围加大，开通损耗可以减小，但此时由于整个输出周期内电感上的瞬时电流的高频脉动很大，因而磁芯的磁滞及涡流损耗增加。所以，电感的取值、ZVS实现的范围及电路的效率之间需根据具体情况适当折衷。

在实际应用中须做以下说明。

1）如考虑逆变器负载功率因数较大的情况，则u_o，i_L在整个周期大部分时间内为同向，即有t_dead2>t_dead1成立。为充分保证上管软开关的实现，则可以考虑在下管驱动附加加速关断措施，如采用电阻二极管网络，以适当增加下管关断到上管开通之间的死区时间。

2）由上述可知，由于要保证ZVS的实现，则滤波电感上必然存在较大的电流脉动，因而电感的磁芯损耗比较大，实际应用须选用电阻率高、高频损耗小的磁芯材料。

3）同理，由于ZVS实现的范围与电感磁芯损耗的矛盾，在负载范围较大的情况下，很难折衷得到较好的效果，因此该方式只适用于较小功率的应用场合，而应用于较大功率场合时，则可以考虑用相同功率的模块并联。

4 实验波形和结语

图4是上下功率管在实现ZVS时的驱动电压与相应漏源电压波形。由图4可以看出，上下管均很好地实现了零电压开关。

(a)上管

(b)下管

图4 逆变器功率管驱动（上曲线）与漏源电压（下曲线）