4.2 单相半桥逆变电路方波调制(1)

电力电子学

—单相半桥逆变电路方波调制华中科技大学电气与电子工程学院

第4章直流/交流变换器

01逆变器的类型和性能指标

目录

02电压型单相方波逆变电路工作原理

03单相逆变器的单脉波脉冲宽度调制(PWM)

04正弦脉冲宽度调制技术(SPWM)

05三相逆变电路工作原理

单相半桥逆变电路方波调制

01单相半桥逆变电路方波调制目录

02小结与思考

01

单相半桥逆变电路方波调制

C o2

n

C o1

T 1

T 2

D 1

D 2

R

a

i a

V D

◆电容很大，近似认为电容电压恒定。

◆电容相等，电压均分。

◆T 1、T 2构成的串联支路称为一个桥臂。

◆T 1、T 2周期性交替通、断，产生交变的Van 。

◆注意：T 1和T 2两个开关管不能同时处于通态，否则将出现直流侧短路。

单相半桥逆变电路

1. T 1驱动导通时，T 2关断。

2. T 2驱动导通时，T 1关断

T 1 ON

v an 0.5V D

输出电压波形0.5V D /R

i a

负载电流波形

由于输出波形正、负各半个周期保持恒定，故称为180°方波调制。

C o2

n

C o1

T 1

T 2

D 1D 2

R

a

i a

V D

T 2 ON

an 2

D

V v =

an 2

D

V v =-

π2π

3π

t

ωt

ω

T 1 ON

v an 0.5V D

输出电压波形0.5V D /R

i a

负载电流波形

π

C o2

n

C o1

T 1

T 2

D 1D 2

R

a

i a

V D

∑∞

== ,5,3,1D

an

sin π

2n t n n V v ωD

D

,145.0π

2V V V rms ==

a 2D

V i R

=

a 2D

V i R

=-

T 2 ON

◆纯电阻负载时，电流i a 是与电压

u an 同相的方波

二极管的作用？

2π

3π

t

ωt

ω◆输出电压的大小取决于直流电压，基波频

率和相位取决于驱动脉冲的频率和相位

1. T 1驱动导通，T 2关断，电流上升

2. T 2驱动导通，T 1关断，电流下降

a D d d 2

an

i V v L t ==

D 1

T 1

D 2

T 2

0.5V D

v an

i a

D 1

先假定波形从90°起始

T 1

a D d d 2

an

i V v L t ==-

C o2

n

C o1

T 1

T 2

D 1D 2

L

a

i a

V D

输出电压波形

负载电流波形

在π

号，但i a 为正值，正值i a 只能经过D 2回流到C 02

π

2π

3π

2

π

32

π

t

ωt

ωT 1 ON T 2 ON

52

π

∑∞

⋅⋅⋅=-=5,3,1n n n

m

1a )

(sin φωt n nZ V i 2

2

n )

n (L R Z ω+=0.5V D

v an

T o

i a

D 1

T 1

D 2

T 2

输出电压始终是180°方波。输出电流波形由负载特性决定。

C o2

n

C o1

T 1

T 2

D 1D 2

Z

a

i a

V D

π2π3πt

ωt

ω输出电压波形

负载电流波形

02

小结与思考

小结与思考C o2n

C o1T 1T 2

D 1D 2

Z a i a V D 1.T 1和T 2两个开关管不能同时处于通态，否则将出现直流侧短路。

2.180°方波调制下，输出电压频率可变，但输出电压大小不可调节。

3.阻感性负载时，二级管的作用是什么？

谢谢！