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逆变器原理
时间:2018-02-26作者:华清远见

逆变器是把直流电转变为交流电的一种装置。它一般包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。主要是把各种直流源转变为交流供交流负载使用,一般直流源有蓄电池、干电池、太阳能电池等,可以应用到不间断电源(UPS)、太阳能发电转换等。

本次来探讨一下逆变桥的工作原理,即逆变电路的相关原理。

逆变电路一般包括半桥逆变电路、全桥逆变电路、推挽逆变电路。

半桥逆变电路

半桥逆变电路原理图如图一所示:

V1和V2栅极信号在一周期内各半周正偏、半周反偏,两者互补,输出电压uo为矩形波,幅值为Um=Ud/2 。

工作工程:

1、当V1导通V2截止时,电流途径为V1->L->R->C2;

2、当V1截止V2截止时,由于L的作用,电流的值不能突变,此时电流的途径为L->R->C2->VD2->L,此时L为能量提供源,电流时间与L的大小有关;

3、当V1截止V2导通时,电流途径为C1->R->L->V2,此时uo值为负;

4、当V1、V2再次截止时,电流途径为C1->R->L->VD1->C1,此时L仍然作为能量提供源。

以上为半桥逆变电路的原理。

逆变器原理

全桥逆变电路

全桥逆变电路原理图如图三所示

逆变器原理

四个开关管和四个续流二极管构成两个桥臂,可看成两个半桥电路的组合;

同一桥臂两个开关器件不能同时导通,即V1、V2不能同时导通,V3、V4不能同时导通,导通会导致Ud短路;

V3的基极信号与V1相差θ(0<θ<180 ) ;

输出电压为输入电压Ud。

工作过程:

1、当V1、V4导通,V3、V4截止时,电流途径为V1->R->L->V4;

2、当V1导通,V2、V3、V4均截止时(V3的基极信号与V1相差θ),电流途径为V1->R->L-VD3->V1;

3、当V1、V2、V3、V4均截止时,uo为0;

4、当V1、V4截止,V2、V4导通时,电流途径为V3->L->R->V2;

当V2导通,V1、V3、V4截止时,电流途径为V2->VD4->L->R->V2;

逆变器原理

推挽逆变电路

推挽逆变电路原理图如图五所示:

交替驱动两个IGBT,经变压器耦合给负载加上矩形波交流电压;

两个二极管的作用也是提供无功能量的反馈通道;

变压器匝比为1:1时,uo和io波形及幅值与全桥逆变电路完全相同。

推挽逆变电路的原理跟半桥逆变电路原理大体相同,推挽电路相对于半桥逆变电路、全桥逆变电路的特点:

比全桥电路少用一半开关器件;

比半桥电路电压利用率高。

但是,相对的V1、V2承受的电压为2Ud,比全桥电路高一倍,所以在选择V1、V2管子的时候要注意。

逻辑控制电路为控制各个IGBT管子开关的电路,只有在正确的开关控制下,才能得到想要的波形。逻辑电路有很多种实现方式,这里就不展开述说了。


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