【導讀】變壓器漏感對于全橋式逆變主電路都有哪些影響，應該采取什么方法進行控制？本文將會就這一問題進行簡要介紹,希望能夠對工程師的設計和研發工作有所幫助。
逆變變壓器作為一種比較常見的變壓器類型，被廣泛的應用在家電以及工業領域中，近幾年國內市場也推出了多款新產品，在技術方面正在逐漸追平與國際品牌的差距。然而，逆變變壓器漏感影響卻是一個讓很多工程師都感到棘手的問題，那么，變壓器漏感對于全橋式逆變主電路都有哪些影響，應該采取什么方法進行控制？本文將會就這一問題進行簡要介紹。
想要了解逆變變壓器漏感是否會對全橋式逆變主電路產生影響，當務之急是要弄清楚這種主電路的基礎結構。全橋式逆變主電路的基礎結構如下圖中圖1所示。從下圖中我們可以看到，以E表示電網輸入電壓經過整流濾波后得到的直流電壓。功率元件IGBT1和IGBT4為一組，IGBT2和IGBT3為一組，每組IGBT同時導通或關斷，當激勵脈沖信號輪流驅動IGBT1、IGBT4和IGBT2、IGBT3時，逆變主電路將直流高壓轉換為一定頻率的交流電壓送到中頻變壓器，經降壓整流濾波輸出。快速恢復二極管VD1～VD4與IGBT1～IGBT4被設置為反向并聯狀態，這樣可以作為IGBT關斷時反向續流通道以保護IGBT。R1～R4、C1～C4分別組合成緩沖環節，并聯在每個IGBT的C、E間并組成一個RC阻容吸收網絡，以此來吸收IGBT的集電極由于關斷而引起的尖峰電壓，起保護IGBT的作用，同時減小開關管關斷時的電壓上升速度，減少關斷損耗。
圖1 全橋式逆變主電路
在了解了全橋式逆變主電路的系統結構后，結合圖1的主電路圖，我們可以得出一個很清晰的結論：就輸入交變方波的逆變電源變壓器而言，漏感的存在會嚴重影響逆變電源開通、關斷的過渡過程。在逆變電源的開通階段，一個階躍電壓加到由變壓器漏感、電源引線電感和一、二次繞組的分布電容等組成的諧振電路上，將造成暫態過程，變壓器一次側將產生過電壓。該階躍電壓施加到IGBT兩端，同樣會產生一過電壓，對開關管有電壓沖擊，甚至會嚴重危及管子的安全。
圖2變壓器兩端的電壓波形
圖2為逆變變壓器兩端的電壓波形，造成這種波形的原因在于，當IGBT由導通狀態到關斷狀態的瞬間，也就是即續流二極管導通、變壓器一次側開始續流的初始時刻，變壓器的工作磁通發生突變，同時漏感在導通期間儲存的能量LI2/2迅速釋放，由此導致變壓器一、二次側產生超過正常電壓很多甚至數倍的尖峰電壓，如圖2中的t1時刻。當變壓器漏抗過大時，將會造成全橋逆變電路逆變顛覆。該電壓施加到IGBT上，會在集射極間產生瞬態尖峰電壓。
當變壓器的漏抗過大時，此時功率元件IGBT兩端的尖峰電壓可以通過公式計算為Ucep=Ud+Ufm+Ldi/dt。在該公式中，參數Ucep為IGBT集射間的峰值電壓，參數Ud為直流高壓，參數Ufm為二極管暫態正向壓降，正向壓降處于1200V級時可達40～60V，L為吸收回路電感；di/dt為電流變化率。由該公式可以得出結論，即變壓器漏感增大會使續流總能量增加，從而在續流二極管開通瞬間產生較大的電流，增大di/dt，功率元件IGBT集射極間的峰值電壓Ucep增加，使功率開關管損壞的可能性變大。當變換器中的開關管均截止時，變壓器兩端電壓的理想情況應該是迅速回到0V，但實際情況正如圖中的t1～t2時刻，由于變壓器漏感的存在，開關管關斷時變壓器一次電壓并未完全關斷，而顯示為一個衰減振蕩的波形，可通過RC吸收回路消除。
以上就是本文針對逆變變壓器漏感對于全橋式逆變主電路所產生的影響的分析，希望能夠對工程師的設計和研發工作有所幫助。
