滤波电感,电源界工程师绝不陌生,尤其在全桥逆变器中它是很重要的一个元件,之所以会说它重要,因为其电感值将对电路的工作性能起到直接性的影响。小编就将在本文中介绍如何计算逆变器的输出滤波电感以及所用到的材料。
想要确定逆变器当中的滤波电感值,首先需要确定电感的LC值,而后在此基础上来进行设计。
一般来说,逆变滤波电感使用Iron Powder材料,或High Flux、Dura Flux材料,Ferrite也可以。一般应保证其铁损与铜损有一个比例,如0.2~0.4,之所以不用0.5(此时效率最高),是因为散热的问题。
对于上图所示的半桥逆变电路,由于其输出为正弦波,按照电路原理,其在输出过零点时,SPWM波的占空比最高(0.5,不计死区时间),此时电感上的dB最高,ripple电流也最大,为:
Ippmax=Vi/(4fL)(1)
f为SPWM波频率,L为滤波电感量。
相应的B值为:
Bpkmax=10e8*Vi/(8fAN) (2)
A为磁芯截面,N为匝数,单位为厘米克秒制,磁密单位为Gauss。将(1)式代入(2),可得:
Bpkmax=10e8IppL/(2AN)(3)
当输出电压瞬时值不为零时,可经由Bus电压减输出电压而得出L上的电压,再按照占空比的频率可得每一个SPWM周期的Bpk,其与输出电压的关系如下:
Vo/Vi在图中最高比例为0.5,这只对输出峰值等于Bus电压的情况。在实际使用中,如果需要更高的输出精度,Bus还会降低,比值相应变小。同时也可以看出,输出电压越高,磁密变化越低。上图可以理想磁芯内的磁密变化,却并不利于直接计算损耗。