推挽式的逆变器在电源技术中的应用

简介：
本文章探讨了推挽式逆变器在现代电源技术中的应用，分析其工作原理、设计特点及其在不同场景下的优势与挑战。 推挽式逆变器是电源技术中的常见电路结构之一，其主要功能为将直流电转换成交流电输出。这种类型的逆变器采用中心抽头变压器及一对开关管V1、V2（通常选用电力晶体管或者MOSFET），以及两只二极管D1和D2作为辅助元件构成。 在该设计中，初级绕组被分为两部分W11和W12，并且它们的匝数相等。次级绕组的匝数为w2，这种对称结构确保了逆变器能够高效运行。当开关管V1导通时，电源电压Ui施加在W11上；而当V2导通，则Ui作用于W12上。这样的工作模式使得变压器次级绕组感应出的交流电动势呈现为宽度为180°的方波。 二极管D1和D2在此过程中起到关键作用，它们用于确保在开关状态切换时电流路径无中断，并防止电压尖峰对电路造成损害。当负载为纯电阻RLd时，输出电流iRd与电压uO波形一致；而如果是电感L，则电流iL会呈现三角波状，在此过程中二极管进行续流以确保电流连续。 若调整开关导通时间，比如减少V1和V2的开通时间至小于TS（周期的一半），输出电压宽度将减小，并导致负载电流畸变。对于电感性负载，这会导致在切换期间出现反向电压现象影响稳定度；相反地，如果增加开通时间超过TS，则即使改变导通比例也不会对电感型负载的方波形状产生进一步的影响。 推挽式逆变器因其结构简单、效率高和易于控制等优点，在多种电力电子应用中被广泛使用。通过精确调节开关管的状态来调整输出电压频率与幅度，可以适应不同的工作环境需求。此外，为降低开关过程中的尖峰电压并提升整体性能，常常会采用软启动技术或优化磁芯材料及绕组设计。 总体而言，推挽式逆变器是电源系统中不可或缺的部分，通过精准控制开关管的开通和关断时间来实现直流电向交流电的有效转换。其电路结构的设计特点与二极管的应用保证了电流连续性和系统的稳定性，在理解其工作原理的基础上能够更好地进行设计优化。