鉅大LARGE | 點擊量:1916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關斷,流過L的電流突然變小,L馬上產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變為0。在t2~t3期間,由于L產生左正右負電動勢,A點電壓較B點電壓低,即R、L兩端的電壓Uo極性發生了改變,變為左正右負,由于A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關斷,流過L的電流突然變小,L馬上產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變為0。在t4~t5期間,由于L產生左負右正電動勢,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。
半橋式逆變電路結構簡單,但負載兩端得到的電壓較低(為直流電源電壓的一半),并且直流側需采用兩個電容器串聯來均壓。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
在直流側接有兩個相互串聯的足夠大的電容,兩個電容的聯結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二極管組成。負載聯結在直流電源中點和兩個橋臂聯結點之間。設開關器件V1和V2柵極信號在一周期內各半周正偏、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關斷信號,給V1開通信號,V2關斷,VD1先導通續流,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反饋負載電感將其吸收的無功能量反饋回直流側,反饋回的能量暫時儲存在直流側電容器中,直流側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,直流側需兩電容器串聯,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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