电路讲解：高频逆变电源中的前级开闭环电路设计

相较于普通的逆变电源，高频逆变电源能够将低压直流电转化为高频的低压直流电，升压处理之后就输出高压直流电。前级电路在高频逆变电源中是问题最多的设计部分。

本文将介绍前级电路中闭环前级与准开环前级变压器的匝数比设计，并进行了较为详细的介绍。

闭环前级变压器匝数比的设计 

图1

图2

如图1、图2所示，逆变电源的前级电路大多采用推挽结构，重点是开环和闭环的问题。

逆变器前级无论是开环还是闭环只是变压器的匝比和反馈环路的参数不同而已。比如需要设计一个输入12V，变化范围为10.5-15V，输出电压为交流220V50Hz的高频修正方波逆变器。如果前级采用闭环结构，12V升压后的直流电压稳定在270V比较好，这样为了使输入10.5V时还能输输出270V，则变压器的变比大约为（270+2VD）/（10.5-VDS）/D，其中VD为高压整流管的压降，VDS为前级MOS管的压降，D为最大占空比。计算出来的结果大约是28。

特别注意的是当前级工作在闭环状态时，比如输入电压比较高的话，D1、D3正端整流得出的，脉冲的峰值将超过270V，占空比小于1。需要L1、C11平滑滤波，所以L1不能省略，还要足够大，否则MOS管发热损耗很大。具体计算可根据正激开关电源输出滤波电感的计算，这里就不再赘述了。

准开环前级变压器匝数比的设计

实际中的逆变器前级往往省略L1，从电路上看还是闭环稳压，电压也是通过R1进行反馈，又是怎么回事呢？从上面闭环稳压的计算中可以看出，为了保持输出的稳定，变压器的变比设计的比较大。逆变器前后级都稳压当然比较好，但也可以只是后级稳压，后级稳压在AC220V，我们可以把前级直流高压设计在最低220V就可以了，此时占空比为50%。如果前级直流高压大于220V我们可以自动把占空比调小点，这样输出交流电也稳定在220V了。

用这种方式的话我们的变压器变比可以按输入10.5V时输出220V设计，计算结果变比大约是22。这样输入10.5-15V变化时，前级高压的变动范围大约是220-320V。

如果L1直接短路，R1去掉，这样就是一个纯开环的电路，只是有于变压器漏感尖峰的存在，在逆变器空载时，前级输出的直流高压会虚高，对高压滤波电容和后级高压MOS管的安全不利。我们可以也接上R1做一个浅闭环反馈，限制空载高压在320V，超过320V时，占空比会被控制到很小，这样高压滤波电容和后级高压MOS管的安全得到了保证，空载电流也减小了。前级这样设计的话，只要带很小的负载，前级占空比立刻拉到最大，前级直流高压降到320V以下。

在正弦比逆变器的前级电路中也可以这样设计，对于输入12V输出220V的逆变器来说，可以把变压器的变比设计在32左右，这样前级直流高压的变化范围大约在320-420V，通过改变后级SPWM的调制度也可以保证后级输出220V电压的稳定。

本篇文章介绍了高频逆变电源前级电路中两种匝数比设计，并对这两种设计进行了较为详细的分析，给出了能够让电压较为稳定的建议。希望大家在阅读过本篇文章之后能对高频逆变电源中前级电路有进一步的了解。