全桥逆变电路滤波电路设计步骤培训资料
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滤波电路设计步骤输出滤波电路是由电感器L f及电容器C f组成的二阶低通滤波电路,其主要目的是将逆变器输出电流中的高频谐波电流滤除。
就滤波的观点来看,调制频率越高滤波效果越好,然而相对的系统的动态调节能力却会降低。
因此,适当地选择滤波电感的电感值和滤波电容的电容值是相当重要的。
此外输出滤波器L f及C f两个原件的选定与逆变器的开关频率,输出基波的频率及输出电压谐波失真有关,较小电感值的L f与较大电容值的C f会产生较低的冲击阻抗值,也就是说,在负载阶跃的变化情况下,逆变器会有较好的暂态响应。
1.谐振频率的选择为了滤除开关频率所产生的高频噪声,一般L1与C1的谐振频率大多设计在小于系统开关频率的1/10,且截至频率至少大于十倍的基波频率如下式所示:10·f其中,f为电网基波频率,f为系统开关频率。
2.电感器的设计电感器L1值得大小与输出电流的纹波大小及逆变器的动态特性有关。
滤波电感值越小,虽然输出电流的动态调节越好,但却会产生较大的电感纹波电流,从而增加开关元件损耗,而滤波电感值太大则会降低逆变器的动态响应,在非线性负载如整流性负载)时的影响更是明显,因此电感的选取十分重要。
由基本电路理论可知,在电感上的电压为V L(t)=L1·其中,V L(t)=V dc-V s(t),因为采用单极性正弦脉宽调制(Unipolar SPWM),所以开关频率变为两倍,即t max=Ts/2,0.25I Lf-peak,可得此处建议电感纹波电流值II Lf0.25*(p0/V s,fm)3.电容器的选取电容器C1值的选择由其最大操作电流及开关频率固定。
此处假设电感所产生的纹波电流均由电容器所吸收,则V0=在一个开关周期内电感纹波最大电流为0.25I Lf-peak,最小的输出电容值为C若要求输出纹波电压需要小于5%的输出电压,则由式可得C。
单相全桥逆变电路设计1. 确定电路拓扑结构:单相全桥逆变电路是一种常见的电路拓扑结构,它具有简单、可靠、高效等优点。
因此,我们选择这种电路拓扑结构来进行设计。
2. 选择合适的开关器件:为了实现逆变功能,我们需要选择合适的开关器件。
常用的开关器件包括晶体管、场效应管、晶闸管等。
考虑到逆变电路的工作频率和开关速度等因素,我们选择MOSFET作为开关器件。
3. 设计电路参数:接下来,我们需要根据逆变电路的具体要求来设计电路参数。
这些参数包括输入电压、输出电压、输出频率、开关频率等。
同时,我们还需要考虑电路的损耗和散热等问题,以确保电路能够正常工作。
4. 选择合适的滤波器:为了使输出电压更加稳定,我们需要在输出端添加合适的滤波器。
常用的滤波器包括LC滤波器和RC滤波器等。
根据输出电压的要求和负载性质等因素,我们选择LC滤波器作为输出滤波器。
5. 确定控制策略:为了实现逆变电路的稳定运行,我们需要确定合适的控制策略。
常用的控制策略包括PID控制、PWM控制等。
考虑到逆变电路的复杂性和动态性能要求等因素,我们选择PID控制作为逆变电路的控制策略。
6. 搭建电路模型:在确定了上述设计步骤之后,我们就可以开始搭建单相全桥逆变电路的电路模型了。
在电路模型中,我们需要考虑每个开关器件的驱动电路、保护电路等辅助电路的设计,以确保整个电路的稳定性和可靠性。
7. 进行仿真测试:在搭建完电路模型之后,我们需要进行仿真测试来验证设计的正确性和可靠性。
通过仿真测试,我们可以观察输出电压的波形、电流的波形等参数,并对电路的性能进行评估和分析。
8. 制作样机:最后,我们需要根据仿真测试的结果来制作样机并进行实际测试。
在样机制作过程中,我们需要考虑电路板的布局、元件的选择等问题,以确保样机的性能和稳定性能够满足要求。
9. 进行实际测试:在制作完样机之后,我们需要进行实际测试来验证样机的性能和可靠性。
在实际测试中,我们需要对样机的输出电压、电流等参数进行测量和分析,并对样机的性能进行评估。
全桥逆变电路滤波电路设计步骤
设计一个全桥逆变电路滤波电路时,需要考虑以下几个步骤:
1.确定输入电压和输出电压的要求:通过分析电路工作条件和应用要求,确定所需的输入电压和输出电压范围。
2.选择适当的滤波电路类型:根据输出电压的要求,选择合适的滤波电路类型,常见的滤波电路有电容滤波电路、电感滤波电路和LC滤波电路等。
3.计算滤波电路参数:根据所选择的滤波电路类型,计算滤波电路的参数。
对于电容滤波电路,需要计算电容器的额定容量;对于电感滤波电路,需要计算电感器的额定电感值。
4.进行电路仿真和分析:使用电路仿真软件(如SPICE)对滤波电路进行仿真和分析。
通过仿真,可以评估滤波电路的性能和波形质量,如果需要,可以进行调整和优化。
5.确定元件参数和选取元件:根据滤波电路的参数计算结果,选择合适的电容器和电感器等元件。
考虑到元件的额定电压和电流等参数,确保元件能够正常工作。
6.进行电路实验:根据设计的滤波电路,进行实际的电路实验。
通过实验,验证滤波电路的性能和有效性,结合实验结果,进行必要的调整和优化。
7.完善电路保护措施:在设计全桥逆变电路滤波电路时,还需要考虑到电路的保护措施。
根据设计的电路工作条件,选取合适的过流保护、过压保护和过热保护等措施。
8.对设计进行验证和评估:完成滤波电路的设计后,需要对设计进行验证和评估。
可以通过实验和仿真相结合的方式,对电路的性能、效率和波形质量等指标进行全面评估。
在设计全桥逆变电路滤波电路时,需要充分考虑电路的工作条件和应用要求,进行合理的参数计算和选取元件,同时进行仿真和实验验证,确保滤波电路的稳定性和性能满足设计要求。
最近开始做逆变了,现在正在对各电路各个参数计算,现在后面LC滤波这块理解不够透彻。
滤波器设计目标包括:输出电压的谐波含量小;滤波参数和体积较小;滤波器的阻频特性好;滤波系统消耗的功率小等等。
一、首先我们可以看到,高频逆变器输出通常有两种滤波方式:
我认为LC与LCL的滤波方式,效果应该一样的,LCL分为两块电感只将容量分到两个电感上,与变压器串并联相似。
二、截止频率设计
一般PWM逆变器采用LC低通滤波器,对于LC滤波器的设计,首先考虑的就是截止频率,以消除逆变器输出电压中高于截止频率中的低次谐波。
文献中描述:
10f1<FL<FHAR(MIN)< style="FONT-SIZE: 14px" jQuery1319813938750="21" P>
f1基波频率,fhar(min)最低次谐波频率,fL截止频率。
通常载波频率远大于10倍基波频率,fL可选载波频率的1/10~1/5。
老寿先生1KW逆变器中:采用LCL滤波。
L为1mH,C为4.7uF,载波频率20K,基波50HZ。
我们可以得到截止频率:1.6K 在设计范围之内。
最佳效果可能还不要实际调试。
三、绕线线径设计
线径设计时,我首先看的是过电流能力。
已载波20KHZ为例,趋肤深度0.5mm。
如果要求4A电流,铜线电流密度取6A/mm2。
因此可直接用1mm线绕。
还有很多问题不是太清楚,请大家指教!
磁环的功率容量,也就该选多大尺寸的磁环等等。
全桥逆变电路滤波电路设计步骤
滤波电路设计步骤
输出滤波电路是由电感器L f及电容器C f组成的二阶低通滤波电路,其主要目的是将逆变器输出电流中的高频谐波电流滤除。
就滤波的观点来看,调制频率越高滤波效果越好,然而相对的系统的动态调节能力却会降低。
因此,适当地选择滤波电感的电感值和滤波电容的电容值是相当重要的。
此外输出滤波器L f及C f两个原件的选定与逆变器的开关频率,输出基波的频率及输出电压谐波失真有关,较小电感值的L f与较大电容值的C f会产生较低的冲击阻抗值,也就是说,在负载阶跃的变化情况下,逆变器会有较好的暂态响应。
1.谐振频率的选择
为了滤除开关频率所产生的高频噪声,一般L1与C1的谐振频率大多设计在小于系统开关频率的1/10,且截至频率至少大于十倍的基波频率如下式所示:
10·f
其中,f为电网基波频率,f为系统开关频率。
2.电感器的设计
电感器L1值得大小与输出电流的纹波大小及逆变器的动态特性有关。
滤波电感值越小,虽然输出电流的动态调节越好,但却会产生较大的电感纹波电流,从而增加开关元件损耗,而滤波电感值太大则会降低逆变器的动态响应,
在非线性负载如整流性负载)时的影响更是明显,因此电感的选取十分重要。
由基本电路理论可知,在电感上的电压为
V L(t)=L1·
其中,V L(t)=V dc-V s(t),因为采用单极性正弦脉宽调制(Unipolar SPWM),所以开关频率变为两倍,即
t max=Ts/2,此处建议电感纹波电流值I u不可超过
0.25I Lf-peak,可得I Lf0.25*(p0/V s,fm)
3.电容器的选取
电容器C1值的选择由其最大操作电流及开关频率固定。
此处假设电感所产生的纹波电流均由电容器所吸收,则
V0=
在一个开关周期内电感纹波最大电流为0.25I Lf-peak,最小的输出电容值为
C
若要求输出纹波电压需要小于5%的输出电压,则由式可得C。