高壓經過PWM驅動(單極性),輸出信號加個RC濾波發現是很好的正弦。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,那濾波電容和電感怎么算?難道只能一個一個實驗?
高壓經過PWM驅動(單極性),輸出信號加個RC濾波發現是很好的正弦。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,那濾波電容和電感怎么算?難道只能一個一個實驗?
要準確計算正弦波逆變器 LC 濾波器的參數確實是件繁瑣的事,這里我介紹一套近似的
簡便計算方法,在實際的檢驗中也證明是可行的。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我們按電感紋波電流最大的一點來計算我想是可行的。
下面以輸出 1000W220V 正弦波逆變器為例進行LC 濾波器的參數的計算,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,是按正弦規律不斷變化的;
fsw: SPWM 的開關頻率,以20kHz 為例;
Io:輸出電流,電感的峰值電流約為1.4 Io;
Ton:開關管的導通時間,實際是按正弦規律不斷變化的;
L: LC 濾波器所需的電感量;
R:逆變器的負載電阻。
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,假設最小負載為滿載的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計算的,所以比較大,可以根據逆變器
的最小負載修正,如最小負載是半載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 倍計算就可以了。其計算公式為
f =1/ 2π LC