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單相半橋逆變電路工作過程

鉅大LARGE  |  點擊量:1924次  |  2020年02月17日  

單相半橋逆變電路工作過程

單相半橋逆變電路及有關(guān)信號波形如圖3-19所示。C1、C2是兩個容量很大且相等的電容,它們將電壓Ud分成相等的兩部分,使B點電壓為Ud/2,三極管VT1、VT2基極加有一對相反的脈沖信號,VD1、VD2為續(xù)流二極管,R、L代表感性負載(如電動機就為典型的感性負載,其繞組對交流電呈感性,相當于電感L,繞組本身的直流電阻用R表示)。。




圖3-19單相半橋逆變電路及有關(guān)信號波形


電路工作過程如下。


在t1~t2期間,VT1基極脈沖信號Ub1為高電平,VT2的Ub2為低電平,VT1導通、VT2關(guān)斷,A點電壓為Ud,由于B點電壓為Ud/2,故R、L兩端的電壓Uo為Ud/2,VT1導通后有電流流過R、L,電流途徑是:Ud+→VT1→L、R→B點→C2→Ud-,因為L對變化電流的阻礙作用,流過R、L的電流I0將慢慢增大。


在t2~t3期間,VT1的Ubl為低電平,VT2的Ub2為高電平,VT1關(guān)斷,流過L的電流突然變小,L馬上產(chǎn)生左正右負的電動勢,該電動勢通過VD2形成電流回路,電流途徑是:L左正→R→C2→VD2→L右負,該電流方向仍是由右往左,但電流隨L上的電動勢下降而減小,在t3時刻電流I0變?yōu)?。在t2~t3期間,由于L產(chǎn)生左正右負電動勢,A點電壓較B點電壓低,即R、L兩端的電壓Uo極性發(fā)生了改變,變?yōu)樽笳邑摚捎贏點電壓很低,雖然VT2的Ub2為高電平,VT2仍無法導通。


在t3~t4期間,VT1基極脈沖信號Ub1仍為低電平,VT2的Ub2仍為高電平,由于此時L上的左正右負電動勢已消失,VT2開始導通,有電流流過R、L,電流途徑是:C2上正(C2相當于一個大小為Ud/2的電源)→R→L→VT2→C2下負,該電流與t1~t3期間的電流相反,由于L的阻礙作用,該電流慢慢增大。因為B點電壓為Ud/2,A點電壓為0(忽略VT2導通壓降),故R、L兩端的電壓Uo大小為Ud/2,極性是左正右負。


在t4~t5期間,VT1的Ub1為高電平,VT2的Ub2為低電平,VT2關(guān)斷,流過L的電流突然變小,L馬上產(chǎn)生左負右正的電動勢,該電動勢通過VD1形成電流回路,電流途徑是:L右正→VD1→C1→R→L左負,該電流方向由左往右,但電流隨L上電動勢下降而減小,在t5時刻電流I0變?yōu)?。在t4~t5期間,由于L產(chǎn)生左負右正電動勢,A點電壓較B點電壓高,即Uo極性仍是左負右正,另外因為A點電壓很高,雖然VT1的Ub1為高電平,VT1仍無法導通。


t5時刻以后,電路重復上述工作過程。


半橋式逆變電路結(jié)構(gòu)簡單,但負載兩端得到的電壓較低(為直流電源電壓的一半),并且直流側(cè)需采用兩個電容器串聯(lián)來均壓。半橋式逆變電路常用在幾千瓦以下的小功率逆變設備中。


單相半橋型逆變電路原理

在直流側(cè)接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容,兩個電容的聯(lián)結(jié)點是直流電源的中點。


半橋逆變電路有兩個橋臂,每個橋臂有一個可控器件和一個反并聯(lián)二極管組成。負載聯(lián)結(jié)在直流電源中點和兩個橋臂聯(lián)結(jié)點之間。設開關(guān)器件V1和V2柵極信號在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏,兩者互補。當負載為感性時,工作波形如圖所示






t3時刻io降為零時,VD2截止,V2開通,io開始反向并逐漸增大。


t4時刻給V2關(guān)斷信號,給V1開通信號,V2關(guān)斷,VD1先導通續(xù)流,t5時刻V1才開通。




V1或V2通時,負載電流io和電壓uo同方向,直流側(cè)向負載提供能量VD1或VD2通時,io和uo反向,負載電感中貯藏的能量向直流側(cè)反饋負載電感將其吸收的無功能量反饋回直流側(cè),反饋回的能量暫時儲存在直流側(cè)電容器中,直流側(cè)電容器起著緩沖這種無功能量的作用。




可控器件是不具有門極可關(guān)斷能力的晶閘管時,須附加強迫換流電路才能正常工作。


半橋逆變電路特點

優(yōu)點:簡單,使用器件少


缺點:輸出交流電壓幅值Um僅為Ud/2,直流側(cè)需兩電容器串聯(lián),工作時要控制兩個電容器電壓均衡


半橋逆變電路常用于幾kW以下的小功率逆變電源


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