逆变是将直流电转换为交流电的装置。在逆变过程中,直流电是通过半导体开关管驱动负载的。当半导体开关管开启时,电流从直流电源流向输出负载,当半导体开关管关闭时,负载中的变压器通过电感致能维持电流的通断。因这种电路的特性,所以在负载较轻、负载电路阻抗较高的情况下,容易造成逆变电路电压升高。基本上,电压增高的原因包括三类:电感电压峰值的增高;开关管不完全导通导致电导降低;输出负载的选择和设计。
在逆变电路中,输出电流与输出电压是呈正弦波型的。然而,载流电感对电流方向的变化有相应的反应,会形成自感电势。当开关管在电流达到峰值后,负载电流断开后,自感电势会强制电势差增大,从而会产生比负载电压高得多的电势峰值。因此,在断开电路时,这种电压峰值将引起输出电压电平的升高,在轻载时这个现象尤其显著。
为了应对这个问题,可以选用降低电感电压峰值的方案。例如,逆变器中的电感必须选取低直流电阻的电感,或加装感性补偿电路降低电感的自感电势,或者添加阻性负载来抑制电感电压峰值的增长。此外,选择具有高导电性能的开关管,将会减少开关管内部热功耗,从而从根本上改善了开关管的导通问题。
开关管不完全导通,将导致开关管内部热功耗,此时开关管会产生电导降低,输出电压也会变高。因此,在设计逆变器电路时,必须选择电导低、开关速度快的MOSFET,从而减少开关管内的热失真。另外,降低输入电压的峰值,也能帮助由于开关管内部热失真导致的电导跌落控制逆变输出波形和电压的过度上升。
在逆变器的输出中,输出负载的阻抗对电压升高有较大的影响。电压升高是由于载流电感的作用造成的。当输出负载的阻抗较高,电感功率减小,因此电源输出电压将会升高。为解决电压升高的问题,可以选择合适的负载电阻和电感值,或者通过增大输出电容来降低输出电压。