如何操作单相全桥逆变器的方法介绍
单相全桥逆变器用于将直流电转换为交流电。在该电路中,电子开关成对工作,在一个半波中,只有S1和S2闭合,而在另一个半波中,S3和S4闭合。逆变器的输出是可变频率的交流电压,取决于驱动设备的波形频率。图 1 显示了该逆变器的一般操作图。实际上,电路的“a”部分中的电子开关与“b”部分中的电子开关互补控制。在这种情况下,开关是理想的设备。这两个信号使用相等且相反的参考电压进行调制。通常,相同的电载波用于两个驱动信号。
图1:单相全桥逆变器原理图
单相全桥电压发生器逆变器由四个斩波电路组成,如图 2 所示。其中有四个晶体管或 MOSFET(Q1、Q2、Q3 和 Q4)。它们可以单独和独立地驱动,因此终的操作会根据顺序以及电子开关的打开和关闭方式而有所不同。由于其电子元件形成的奇特图形形状,该设备也被称为“H 桥”。终结果是使用相同电源电压的两个单相、两电平逆变器的组合。我们将在下面检查不同的激活序列:
如果开关元件Q1 和 Q2 都闭合,则负载(存在于节点“a”和“b”之间)承受等于 Vs 的电压,并且恰好在节点“a”处存在大约 Vs 的电压值并且在节点“b”有一个大约GND的电压值
如果开关元件 Q3 和 Q4 都闭合,则负载(存在于节点“a”和“b”之间)承受等于 Vs 的电压,但这次极性相反,恰好在节点“a”处有一个大约 GND 的电压值,而在节点“b”处有大约 Vs 的电压值。
图2:单相桥式VSI逆变器原理图
流过负载的电流并不理想,但它受到电子开关电阻值的影响,正如我们所知,这也不是真实的。相反,流过按顺序连接的两个晶体管的电流,出于所有意图和目的,必须穿过两条电阻线,其值非常低但仍然很重要。图 3 显示了根据电子开关的不同逻辑状态的电流路径。
图 3:在单相桥式逆变器中,电流路径取决于电子开关的逻辑状态
输出电压的理论有效值可使用以下等式确定:
方波控制允许以这样的方式驱动桥式开关,即每个负载端子在半个周期内连接到直流电源的正极端子,在半个周期内连接到负极端子。以这种方式,桥的两个分支被交叉驱动。我们现在将检查四个电子开关(晶体管或 MOSFET)的四种开关操作状态。下表给出了在各种操作模式下节点“a”和“b”上存在的不同电压。下表证明了单相桥式逆变器的操作,其中列出了各种开关的逻辑条件,以及有关电压和导通组件的其他信息。