1串联谐振

1.1控制电路部分

1.1.1 驱动波形技术参数

在逆变器的输入端加一直流电压（通常由整流器后端接一个大电容实现），交替开通逆变器桥臂上的开关管，就可以在逆变器输出端获得一个方波电压。当方波电压的频率恰好使负载中的电容和电感产生谐振时，就构成了串联谐振逆变器，其输出电流可以近似为正弦波。在串联谐振逆变器中，如果上下桥臂的管子同时开通，就会造成直通短路，所以必须等一对管子可靠关断后方可开通另一对，也就是说遵循先关断后开通的原则，也即两路驱动信号之间要留有一定的死区。而死区时间的长短和器件的开关损耗、逆变器的运行性能以及负载的等效参数密切相关。如果死区的位置及大小不合理都会对逆变器开关器件产生过高的浪涌电压电流， 一个最佳的死区时间应包括器件关断时间和输出电容放电时间之和。对于关断时间，每种具体型号的管子都已给出了具体参数，为了加快其关断时间，栅极的驱动信号应尽量陡峭。对于输出电容的放电时间，是由输出电容值和电流、电压等因素决定的。理论分析及实验结果表明，选择死区宽度，并使其起点位于电流快要过零，而结束点恰好位于电流过零点，既可避免上下桥臂的直通短路，又可使器件的开关损耗最小，槽路功率因素最高，并获得良好的电流与电压波形，使逆变器的性能得以提高。用弗拉德的术语讲就是α角控制在接近0°的位置，或者说换向的时候接近0°，换向完成刚好在0°，这是最理想的状态了。然而实际上串联谐振通常靠调α角控制功率，所以往往并不是工作在最完美的时刻。

当然我们知道工作α角越高，开关状态越不好，然在相同的负载情况下，逆变器工作在90°的时候和45°的时候，到底哪个状态好，其实我们并不知道，不过这可以通过在示波器上观察其α角位置的电流幅值。电流幅值大的，开关损耗自然大。这样我们就可以在调试过程中是限定它的推α角的范围还是让其一直往上推。结论就是不论IGBT的开关位置是在什么地方，取决于开关损耗的就是其所处开关位置的电流绝对幅度值。开关频率没有考虑进去。

图1驱动波形

图2驱动波形死区放大

1.1.2 驱动死区调节

上面说了很多的理论，下面粗略地介绍下死区时间实际调节参数。串联驱动最关键的调试部分自然就在于死区时间的设定。死区时间直接影响到IGBT工作的安全，现在经过实际使用，一般采用的是1-1.2us的死区时间，200k高频电路因为周期时间太短，采用0.6us的死区时间，对死区部分的稳定性要求尤其高。如果出现IGBT炸管故障，是真正意义上的烧焦的那种。故障肯定是出现在驱动部分。即便你没有查到器质性损坏也是因为驱动死区不稳定造成的。从波形来观察，交叉部分约在-10v位置。而且经过实验这个条件是必须的，在这个前提下再去精调死区时间，死区时间一律观察其0V线位置的宽度。

驱动的上升下降沿陡度，当然理想状态是越陡越好，然实际上因为IGBT的输入电容缘故会和线路发生寄生震荡产生一系列的问题，所以需在最末级驱动中串联一个功率电阻用以消震，改变这个电阻的大小就能改变驱动斜率和驱动功率，其实也就是改变了我们经常说的充电时间常数，不过这一直没有一个以理论做后盾的量化参数标准。一般的情况是低频电阻可以选择大点，高频的话为降低开关损耗驱动电阻会用得比较小。在减小驱动电阻，以及提高频率的情况下，对驱动功率的要求大大增加。

实际上IGBT是场控器件，驱动它并不需要多大的功率，只是当高频化后驱动的上升沿和下降沿的次数大大增加，IGBT输入电容的充放电次数也大大增加。所以工作频率越高对驱动功率也要求越高。

由于钎焊机和加热机IGBT都是多管并联，所以对驱动的一致性要求非常高，否则会出现环流，增加功率管损耗。在实际过程中也经常发现正弦波换向角的不对称，这通常是两只斜臂占空比不对称造成的。

未完待续。