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文档简介
Voltagetypeinvertercircuit5.4电压型逆变电路TeachingResourcesDatabaseof
NationalVocationalEducationPowerSupplyTechnologyBilingualcourses.Powerelectronicstechnology电力电子技术Item5InverterCircuit项目五逆变电路1、电压型逆变电路半桥逆变电路工作原理Theworkingprincipleofvoltage-typeinverterhalf-bridgeinvertercircuitVoltagetypeinvertercircuit5.4电压型逆变电路图2
电压型半桥逆变电路及其电压电流波形Fig.2Voltage-typehalf-bridgeinvertercircuitanditsvoltagecurrentwaveform
在一个周期内,电力晶体管T1和T2的基极信号各有半周正偏,半周反偏,且互补。Inonecycle,thebasesignalsofthepowertransistorsT1andT2havesemi-cyclepositivebiasandsemi-cyclenegativebiasrespectively,andarecomplementary.若负载为阻感负载,设t2时刻以前,T1有驱动信号导通,T2截止,则u0=Ud/2。Iftheloadisresistiveload,itisassumedthatbeforethetimeT2,thedrivesignalinT1isonandT2isoff,thenu0=Ud/2.
t2时刻关断的T1,同时给T2发出导通信号。由于感性负载中的电流i。不能立即改变方向,于是D2导通续流,u0=-Ud/2
。T1shutsoffattimeT2,andsendsaconductionsignaltoT2.Becausethecurrenti。intheinductiveloadcannotchangedirectionimmediately,soD2conductioncontinuesthecurrent,u0=Ud/2.t3时刻i。降至零,D2截止,T2导通,i。开始反向增大,此时仍然有u0=-Ud/2
。AtT3,i。dropstozero,D2stops,T2turnson,andi。startstoincreaseintheoppositedirection,sothereisstillu0=Ud/2.在t4时刻关断T2,同时给T1发出导通信号,由于感性负载中的电流i。不能立即改变方向,D1先导通续流,此时仍然有u0=Ud/2;AtthetimeofT4,T2isshutoffandaconductionsignalissenttoT1.Sincethecurrenti。intheinductiveloadcannotchangedirectionimmediately,D1leadstothecontinuationofthecurrent.Atthistime,thereisstillu0=Ud/2.t5时刻
i。降至零,T1导通,u0=Ud/2;AtthetimeT5,i。dropstozero,T1conduction,u0=Ud/2;电压型单相半桥逆变电路的特点
Characteristicsofvoltage-typesingle-phasehalf-bridgeinvertercircuit缺点:Disadvantages:1)交流电压幅值仅为Ud/2;ACvoltageamplitudeisonlyUd/2;2)直流侧需分压电容器;DCsideneedsvoltagedividercapacitor;3)为了使负载电压接近正弦波通常在输出端要接LC滤波器,输出滤波器LC滤除逆变器输出电压中的高次谐波。Inordertomaketheloadvoltageclosetothesinewave,LCfilterisusuallyconnectedattheoutputend,andtheoutputfilterLCfiltersoutthehigh-orderharmonicsintheoutputvoltageoftheinverter.优点:简单,使用器件少;Advantages:simple,uselessdevices;应用:用于几kW以下的小功率逆变电源;Application:forafewkWbelowthelow-powerinverterpowersupply;Voltagetypeinvertercircuit5.4电压型逆变电路1、电压型单相全桥逆变电路电路工作过程:Voltagetypesingle-phasefull-bridgeinvertercircuitworkingprocess:Voltagetypeinvertercircuit5.4电压型逆变电路全控型开关器件T1和T4构成一对桥臂,T2和T3构成一对桥臂,T1和T4同时通、断;T2和T3同时通、断。T1(T)4与T2(T3)的驱动信号互补,即T1和T4有驱动信号时,T2和T3无驱动信号,反之亦然,两对桥臂各交替导通180°。Full-controlswitchdeviceT1andT4constituteapairofbridgearms,T2andT3constituteapairofbridgearms,T1andT4areonandoffatthesametime;
T2andT3areonandoffsimultaneously.
ThedrivingsignalsofT1(T)4andT2(T3)arecomplementary,thatis,whenT1andT4havedrivingsignals,T2andT3havenodrivingsignals,andviceversa,andthetwopairsofbridgearmseachconductalternatelyat180°.图2
电压型半桥逆变电路及其电压电流波形Fig.2Voltage-typehalf-bridgeinvertercircuitanditsvoltagecurrentwaveform
输出方波电压瞬时值:Outputsquarewavevoltageinstantaneousvalue:
输出方波电压有效值:Effectivevalueofoutputsquarewavevoltage:基波分量的有效值:Effectivevalueoffundamentalwavecomponent:同单相半桥逆变电路相比,在相同负载的情况下,其输出电压和输出电流的幅值为单相半桥逆变电路的两倍。Comparedwithsingle-phasehalf-bridgeinverter,underthesameload,theamplitudeofoutputvoltageandoutputcurrentistwicethatofsingle-phasehalf-bridgeinverter.1)纯电阻负载时
WhenpureresistanceloadVoltagetypeinvertercircuit5.4电压型逆变电路图2
电压型半桥逆变电路及其电压电流波形Fig.2Voltage-typehalf-bridgeinvertercircuitanditsvoltagecurrentwaveform
2)电感负载时
Whentheinductorisloaded由可得负载电流峰值为:Voltagetypeinvertercircuit5.4电压型逆变电路图2
电压型半桥逆变电路及其电压电流波形Fig.2Voltage-typehalf-bridgeinvertercircuitanditsvoltagecurrentwaveform
0≤t<Ts/4,Ts2≤t≤3Ts/4期间,D1、D4导通起负载电流续流作用,在此期间T1∼T4均不导通。Duringtheperiodof0≤t<TS/4andTS2≤T≤3TS/4,D1andD4conductionplaystheroleofloadcurrentcontinuation.Duringthisperiod,T1-T4isnotconduction.Accordingtothepeakvalueofloadcurrentcanbe:3)阻感负载RL时
WhentheresistiveloadisRL图2(e)所示是RL负载时直流电源输入电流的波形。Figure2(e)showsthewaveformoftheDCinputcurrentatRLload.Voltagetypeinvertercircuit5.4电压型逆变电路图2
电压型半桥逆变电路及其电压电流波形Fig.2Voltage-typehalf-bridgeinvertercircuitanditsvoltagecurrentwaveform
0≤θ≤ωt期间,T1和T4有驱动信号,由于电流i0为负值,T1和T4不导通,D1、D4导通起负载电流续流作用,u0=+Ud。During0≤θ≤ωt,T1andT4havedrivingsignals,becausethecurrentI0isnegative,T1andT4donotconduct,D1andD4conductionplaytheroleofloadcurrentcontinuation,u0=+Ud.θ≤ωt≤π期间,i0为正值,T1和T4才导通。Duringθ≤ωt≤π,whenI0ispositive,T1andT4conduct.π≤ωt≤π+θ期间,T2和T3有驱动信号,由于电流i0为负值,T2、T3不导通,D2、D3导通起负载电流续流作用,u0=-Ud。Duringπ≤ωt≤π+θ,T2andT3havedrivingsignals,becausethecurrentI0isnegative,T2andT3donotconduct,D2andD3conductionplaysaroleofloadcurrentcontinuation,u0=-Ud
.π+θ≤ωt≤2π期间,T2和T3才导通。T2andT3conductduringπ+θ≤ωt≤2π.Thanksforwatching
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