1、一 推挽逆变器的原理分析主电路如图 1所示：Q1，Q2 理想的栅极（UG1,UG2）漏极(UD1,UD2)波形如图 2所示：实际输出的漏极波形：从实际波形中可以看出，漏极波形和理想波形存在不同：在 Q1,Q2两管同时截止的死区处都长了一个长长的尖峰，这个尖峰对逆变器/UPS 性能的影响和开关管 Q1,Q2的威胁是不言而喻的，这里就不多说了。二、Q1,Q2 两管漏极产生尖峰的成因分析从图 1中可以看出，主电路功率元件是开关管 Q1,Q2和变压器 T1。 Q1,Q2 的漏极引脚到TI初级两边走线存在分布电感， T1 初级存在漏感，当然 T1存在漏感是主要的。考虑到漏感这个因素我们画出推挽电路主电路
2、等效的原理图如图 4所示：从图 4中可以看出 L1,L2就等效于变压器初级两边的漏感，我们来分析一下 Q1导通时的情形：当 Q1的栅极加上足够的驱动电压后饱和导通，电池电压加到漏感 L1和变压器T1初级上半部分，当然绝大部分是加到 T1初级上半部分,因为 L1比T1初级上半部分电感小得多。此时Q2是截止的，主电路电流方向为从电池正极到 T1初级上半部分到 L1到 Q1的 DS再回到电池的负极;L1 上电压的极性为左负右正，T1 初级上半部分电压的极性为上负下正，如图 5所示：当 Q1栅极信号由高电平变为低电平时，此时 Q2也还截止，即死区处 Q1,Q2都不导通，T1初级上半部分由于和次级耦合的
3、原因，能量仅在 Q1导通时向次级传递能量，到 Q1截止时T1初级上半部分上端的电位已恢复到电池电压，而 L1可以看做是是一个独立的电感，它储存的能量耦合不到变压器 T1的次级。但是，随着 Q1由导通转向截止，L1 上的电流迅速减小，大家知道电感两端的电流是不能突变的，根据自感的原理 L1必然要产生很高的反向感生电动势来阻碍它电流的减小，所以此时电感电压的极性和图 5相反，T1 初级上半部分的电压为 0，两端点的电压都等于电池电压，此时 Q1漏极的电压就等于 L1两端的电压和电池电压之和，这就是 Q1,Q2两管漏极产生尖峰的原因，如图 6所示。三 Q1,Q2 两管漏极产生尖峰的消除上面我们已经分
4、析了 Q1,Q2两管漏极产生尖峰的原因，下面我们就来想办法消除这个尖峰了。我想到的办法就是 Q1,Q2的漏极到电池的正极加一个开关，当然这个开关也由 MOS管来充当，当然其它功率管也行。这个开关只在 Q1,Q2都截止时才导通，用电路实现如图7所示：由图 7可以看出，加入 D1,D2可以防止 Q3,Q4寄生二极管的导通，这样，Q1,Q2 漏极的尖峰就可以限制在 D1,D2和 Q3,Q4的压降之和了，而这个压降是很小的，漏感的尖峰的能量也释放回电池和 C1了。Q1,Q2,Q3,Q4的驱动时序如图 8所示： 加入了有源嵌位后实际输出的波形如图 9所示：四 这个电路和全桥逆变电路的比较：看到这里，大家
5、也许会说，这个电路和全桥电路不是一样吗？你的电路还多了两个二极管。不错，这个电路和那种两桥臂上下管都互补的全桥电路来说还是有些相似，最大的不同就是我这个电路主电路还是推挽，它的导通压降还是一个 MOS管的导通压降，而全桥电路是两个 MOS管的导通压降！对于采用低电压大电流电池供电的应用场合，这个电路的损耗更小，效率更高，因为漏感的储能比较小， Q3,Q4 选型时可以比 Q1,Q2电流小得多，因而节约了成本。实际上 Q3,Q4可以只用一个的，如图 10所示：驱动逻辑改为，如图 11所示：总结：本文从原理出发分析了在推挽逆变器中两开关管漏极产生尖峰的原因，提出了改进方法，并在实际应用中得到验证是可
6、行的，相比于传统推挽逆变器，极大地提升了了性能，提高了效率和稳定性。谈一下我的意见：1，主贴的图 6，我不赞同。你在图 7与图 8之间的文字说明 “由图 7可以看出，加入 D1,D2可以防止 Q3,Q4寄生二极管的导通，这样，Q1,Q2 漏极的尖峰就可以限制在 D1,D2和 Q3,Q4的压降之和了，而这个压降是很小的，漏感的尖峰的能量也释放回电池和 C1了。”我认为：在死区期间，不只是漏感要辞放能量，变压器本身的励磁电感也要辞放能量，在没有 Q3这一通路的情况下，变压器初级的上半部份两个线头不可能等电位。励磁能量将由另一半绕组通过下管的体二极管向电源放电去磁，放电电流见我这张图中的红线而上半组
7、绕组产生一倍的电压加在上管的漏极，再串入漏感上的电压，在 Q1上形成如下的电压波形。而在加入 Q3这一通路后，死区期间 Q3导通，将变压器初级的去磁电压钳位到 D1的导通电压上，变压器初级通过 D1、Q3 以等于变压器励磁电流的放电电流维持磁场通量存在。到这里，我认为漏感能量不是送回电源端，而是与励磁能量一起，由 D1（D2）、Q3提供一个“零阻抗”放电通路（电流路径见图中的兰线），一直以磁场能量的形式保持而不被消耗掉，直到下半周下管导通时被再次利用。 (在这里用“一直”作为时间量是比较夸张了，不过由于 VB远大于 Vd，因此去磁时间也远大于 ton, 也还说得过去)正激式变压器自身的励磁电感是不储存能量的，既然不储存就无所谓释放。最简单的办法就是画一个理想的初级上半部分绕组两端的波形如下图：当然这个是理想的，可以看到死区处电感两端电位为 0，这因为有漏感的存在，死区处变得不为 0了，可能达到很高的尖峰。采用本电路后这个尖峰被钳位在二极管压降加上钳位管压降，如下图：
