濾波電感,電源界工程師絕不陌生,尤其在全橋逆變器中它是很重要的一個(gè)元件,之所以會(huì)說(shuō)它重要,因?yàn)槠潆姼兄祵?duì)電路的工作性能起到直接性的影響。小編就將在本文中介紹如何計(jì)算逆變器的輸出濾波電感以及所用到的材料。
想要確定逆變器當(dāng)中的濾波電感值,首先需要確定電感的LC值,而后在此基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
一般來(lái)說(shuō),逆變?yōu)V波電感使用Iron Powder材料,或High Flux、Dura Flux材料,F(xiàn)errite也可以。一般應(yīng)保證其鐵損與銅損有一個(gè)比例,如0.2~0.4,之所以不用0.5(此時(shí)效率最高),是因?yàn)樯岬膯?wèn)題。
對(duì)于上圖所示的半橋逆變電路,由于其輸出為正弦波,按照電路原理,其在輸出過(guò)零點(diǎn)時(shí),SPWM波的占空比最高(0.5,不計(jì)死區(qū)時(shí)間),此時(shí)電感上的dB最高,ripple電流也最大,為:
Ippmax=Vi/(4fL)(1)
f為SPWM波頻率,L為濾波電感量。
相應(yīng)的B值為:
Bpkmax=10e8*Vi/(8fAN) (2)
A為磁芯截面,N為匝數(shù),單位為厘米克秒制,磁密單位為Gauss。將(1)式代入(2),可得:
Bpkmax=10e8IppL/(2AN)(3)
當(dāng)輸出電壓瞬時(shí)值不為零時(shí),可經(jīng)由Bus電壓減輸出電壓而得出L上的電壓,再按照占空比的頻率可得每一個(gè)SPWM周期的Bpk,其與輸出電壓的關(guān)系如下:
Vo/Vi在圖中最高比例為0.5,這只對(duì)輸出峰值等于Bus電壓的情況。在實(shí)際使用中,如果需要更高的輸出精度,Bus還會(huì)降低,比值相應(yīng)變小。同時(shí)也可以看出,輸出電壓越高,磁密變化越低。上圖可以理想磁芯內(nèi)的磁密變化,卻并不利于直接計(jì)算損耗。