如何提高逆变电源的效率？

glsheng

　　目前，高频变换中小功率逆变电源存在的问题主要是可靠性不高。影响高频变换中小功率逆变电源寿命的主要因素有电解电容器、光电耦合器及磁性材料。

　　追求寿命的延长要从设计方面着手，而不是依赖于使用方。降低器件的结温，减少器件的电应力，降低运行电流及采用优质的磁性材料等措施可大大提高其可靠性。有人对高频变换逆变电源的可靠性产生怀疑，一个重要的原因是为了降低成本而仍使用70年代研制的第一代磁性材料，如TDK 的H35、FDK的H45等，由于这种磁性材料的饱和磁通密度及居里温度点较低，因而在功率较大时长时间使用极易出故障。使用80年代中后期研制的第三代磁性材料，如TDK的H7C4、FDK的H63B和H45C、西门子的N47和N67，不但能有效地提高转换效率，而且大大提高了逆变电源可靠性。事实上，彩电及计算机中使用的开关电源也证明了高频变换方式的可靠性。

　　要提高逆变电源的效率，就必须减小其损耗。逆变电源中的损耗通常可分为两类：导通损耗和开关损耗。导通损耗是由于器件具有一定的导通电阻Rds，因此当有电流流过时将会产生一定的功耗，损耗功率Pc由下式计算：Pc=I2×Rds。在器件开通和关断过程中，器件不仅流过较大的电流，而且还承受较高的电压，因此器件也将产生较大的损耗，这种损耗称为开关损耗。开关损耗可分为开通损耗、关断损耗和电容放电损耗。

　　开通损耗:

　　Pon=(1/2)×Ip×Vp×ts×f;

　　关断损耗:

　　Poff=1/2×Ip×Vp×ts×f;

　　电容放电损耗:

　　Pcd=（1/2）×Cds×Vc2×f;

　　总的开关损耗:

　　Pcf=Ip×Vp×ts×f＋(1/2)×Cds×Vc2×f。

　　式中：Ip为器件开关过程中流过的电流最大值；

　　Vp为器件开关过程中承受的电压最大值；

　　ts为开通关断时间；

　　f为工作频率；

　　Cds为功率MOSFET的漏源寄生电容。

　　现代电源理论指出：要减小上述这些损耗，就必须对功率开关管实施零电压或零电流转换，即采用谐振型变换结构。

　　随着谐振开关电源的发展，谐振变换的思想也被用在逆变电源系统中，即构成了谐振型高效逆变电源。该逆变电源是在DC/DC变换中采用了零电压或零电流开关技术，因而开关损耗基本上可以消除，即使当开关频率超过1MHz以上后，电源的效率也不会明显降低。在工作频率相同的情况下，谐振型变换的损耗可比非谐振型变换降低30％～40％。目前，谐振型电源的工作频率可达500kHz到1MHz。

　　光伏系统用中小功率逆变电源的研究正朝着模块化方向发展，即采用不同的模块组合，就可构成不同的电压、波形变换系统。

　　光伏系统用中小功率逆变电源会采用高频变换电路结构。在一些技术细节上，也会有别于其它场合使用的逆变电源，如除了追求高可靠、高效率外，还应针对光伏行业的特点，将控制、逆变有效地合二为一，即光伏逆变电源在设计上应具有过压、欠压、短路、过热、极性接反等保护功能。这样做不但降低了系统的造价，而且提高了系统的可靠性。
本文来自       http://www.glspower.org/c973.html