基本半桥逆变电路分析

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单相半桥电压型逆变电路参数计算

单相半桥电压型逆变电路参数计算

单相半桥电压型逆变电路参数计算引言:单相半桥电压型逆变电路是一种常见的电力电子变换电路,广泛应用于交流电源与直流负载之间的能量转换。

本文将详细介绍单相半桥电压型逆变电路的参数计算方法,帮助读者更好地理解和设计这一电路。

一、电路结构和工作原理单相半桥电压型逆变电路由两个开关管和一个中心点连接的电容组成。

当S1和S2两个开关管交替导通时,电容上会产生一个交流电压。

通过控制开关管的导通和关断,可以实现对输出电压的控制。

二、参数计算1. 电压和频率:根据应用需求确定逆变电路的输出电压和频率,常见的输出电压有220V或110V,输出频率一般为50Hz或60Hz。

2. 电容容值:电容的容值决定了逆变电路的输出电压波形的平滑程度。

容值过小会导致输出电压波形产生较大的纹波,容值过大则会增加成本和体积。

容值的计算方法如下:C = (2*I_max)/(f*ΔV)其中,C为电容的容值,I_max为输出电流的最大值,f为输出频率,ΔV为输出电压的纹波值。

3. 电阻选取:为了保证开关管工作的可靠性和效率,需要在电路中加入适当的电阻。

电阻的选取主要考虑开关管的导通和关断速度,防止产生过大的电流和电压冲击。

一般情况下,电阻的阻值可根据开关管的额定电流和额定电压来确定。

4. 开关管选取:开关管的选取需要考虑工作电流、额定电压、导通和关断速度等因素。

常用的开关管有晶闸管、MOS管等,根据具体需求进行选择。

5. 电感选取:电感的作用是平滑输出电流,减小电压纹波。

电感的选取需要考虑输出电流的大小、频率以及纹波要求。

一般情况下,电感的选取范围为输出电流的10%至20%。

6. 纹波滤波电感选取:为了进一步减小输出电压的纹波,可以在逆变电路的输出端串联一个纹波滤波电感。

电感的选取需要根据输出电流的大小和纹波要求来确定。

7. 电压限制器选取:为了保护逆变电路和负载,常常在电路中添加电压限制器。

电压限制器的选取需要考虑逆变电路的额定电压和负载的额定电压,以及工作电流和保护电流等参数。

半桥逆变电路的特点

半桥逆变电路的特点

半桥逆变电路的特点
1. 半桥逆变电路,它的高效性可真是牛啊!就好比汽车里的高效发动机,能让能量转换快速进行。

比如说在一些不间断电源中,半桥逆变电路就能高效地把直流电变成交流电,厉害吧!
2. 嘿,半桥逆变电路的稳定性也超强的呀!这不就像一个可靠的伙伴,始终坚守岗位。

像一些工业设备里,它稳定的表现确保了整个系统的正常运转,牛不牛!
3. 哇塞,半桥逆变电路的适应性那叫一个广!就跟那全能选手似的。

在不同的环境和负载条件下,它都能应对自如,你说神不神?比如在各种电子设备中都能大显身手。

4. 半桥逆变电路的结构相对简单呀,这可太好啦!就如同一个简洁而实用的工具。

像一些小型电器中,这种简单的结构使其容易实现和维护,是不是很棒?
5. 哎哟喂,半桥逆变电路的成本还相对较低呢!就像一个实惠的选择。

对于一些预算有限的项目,它可是能发挥大作用,能不吸引人吗?
6. 半桥逆变电路的控制也不难呀,是不是很让人惊喜?好比驾驭一辆容易操控的车。

在各种应用场景中,人们可以比较轻松地对它进行控制和调节。

7. 你们知道吗,半桥逆变电路还有着良好的输出特性呢!宛如能奏出美妙音乐的乐器。

它能提供较为纯净和稳定的交流电输出,这太厉害了吧!
8. 半桥逆变电路在散热方面也表现不错哦!就像人能很好地调节体温一样。

在长时间工作时,它也能保持较好的工作状态,真不错呀!
9. 总之,半桥逆变电路有着这么多独特的特点,高效、稳定、适应性广等等,真是电子电路中的宝藏啊!它在各种领域都发挥着重要作用,为我们的生活带来了便利和进步。

基本半桥逆变电路分析

基本半桥逆变电路分析

基本半桥逆变电路分析电路仿真练习一、各元件的作用FUSE保险电阻:过电流和短路电流保护元件,抑制浪涌电流;L1,C1,C2:组成π型EMI滤波器,减轻高频逆变电路产生的电磁干扰;D1,D2,D3,D4:组成桥式整流电路,将输入的交流变为直流;C4滤波电容:将整流出的电压进行平滑滤波,使其接近直流电压;R1,C5:RC积分电路,滤波后的电压经过R1对C5进行充电,提供DB3导通电压; DB3双向触发二极管:当 C5上的电压高于DB3的导通电压时,DB3导通,向Q2的基极注入电流,使T2导通,电路起振后,DB3不再导通;D5:隔离启动电路和振荡电路,使振荡电流不会经过C5到地;R2,C4:C4为续流电容,R2为C4提供放电网络。

当Q1和Q2在交替开关的同时截止阶段,使灯丝有电流流过,C4通常为1000~3300pF;R2,C4组成的放电网络同时避免两个三极管电流重叠,提供一个死区时间。

D6,D7续流二极管:与三极管并联在磁环线圈的两端,保护三极管,防止三极管反向击穿,反向电动势会通过二极管释放;Q1,Q2开关三极管:构成推挽电路,两管交替导通,在Q1的发射极和Q2的集电极中间产生近似方波脉冲;R4,R6:稳定电路工作点,负反馈作用,抬高晶体管发射极电位,控制发射机和基极之间的电压; R3,R5:控制晶体管的基极电流,同时隔离晶体管的基极电压与磁环绕组的感应电动势; N1,N2,N3磁环绕组(脉冲变压器):利用互感耦合,以及磁芯的饱和特性,控制Q1与Q2的交替开关;L2,C6:LC串联谐振电路,在C6两端为灯提供启动电压,同时对方波脉冲进行滤波,使灯丝电流近似正弦波;L2的Q值和C6的决定提供启动电压的大小; C7,C8:隔直电容,为灯丝电流提供交流通路。

二、各元件参数估算要求FUSE保险电阻:一般选择4.7~47欧;L1,C1,C2:高阻低通滤波器设计;使用安规电容;D1,D2,D3,D4:整流二极管,二极管反向耐压和热稳定性,反向耐压一般为输入电压的1.25倍; C4滤波电容:充放电的时间常数以及耐压值,充放电时间常数数交流周期的3~5倍,耐压值高于峰1电路仿真练习值电压的1.25倍;R1,R2:一般,R1=R2,两者相近,一般控制R1流过的电流在0.5~1mA; C5:C5的耐压要高于DB3的导通电压1.25倍以上,R1、C5的时间常数一般应为开关管导通时间的5%左右,要求有足够大的电流经过DB3注入Q2基极,使Q2导通; D5:普通整流二极管;C4续流电容:Q1和Q2截止时,C4会产生脉冲电流,Q1、Q4交替导通截止,使C4上产生正负交替的高频脉冲,因此C4要选择高频损耗小的电容,避免发热损坏; D6,D7续流二极管:续流二极管D选择要考虑导通、截止和转换三部分损耗,所以用正向压降小,反向电流小和存储时间短的开关二极管,一般选用肖特基二极管; Q1,Q2开关三极管:晶体管的耐压大于滤波后的线路电压;集电极电流依据灯丝峰值电流确定,通过集电极的峰值电流是通过L2的峰值电流,因此集电极电流参数应远大于此值;晶体管的开关速度主要受存储时间影响,存储时间应低于开关周期的20%,开关周期可用镇流器的开关频率计算;直流电流增益要大,一般要求大于5,这样较小的基极电流就可以获得较高的集电极电流,减小晶体管的导通损耗;R4,R6:反馈电阻,通过发射极电流变化影响晶体管发射极电压,进而控制发射极和基极之间的电压的变化,依据晶体管工作点的稳定要求取值; R3,R5:依据开关三极管的集电极电流和直流增益,确定基极电流,结合N1,N2的感应电动势确定;R3,R5与N1,N2的匝数相关(由晶体管基极电流的峰值决定); N1,N2,N3磁环绕组:绕组的匝数由磁环的饱和磁场强度,有效磁路长度,以及流过绕组的峰值电流大小决定,绕组匝数=(有效磁路长度*饱和磁场强度)/峰值电流;绕组电压= -(磁导率*匝数平方*截面积/有效磁路长度)*电流变化率 L2,C6:C6的耐压是灯的启动电压的1.25倍,LC振荡电路的谐振频率与晶体管开关频率相近(开关频率不能小于谐振频率,谐振电路构成的负载应该呈感性或阻性,但不能呈容性):f?1/ 2π(L2*C6)1/2,C6上的谐振电压为灯的启动电压;C7,C8:高频损耗小,耐压大于线路峰值电压1.25倍。

单相半桥逆变电路工作过程

单相半桥逆变电路工作过程

单相半桥逆变电路工作过程单相半桥逆变电路是一种常用的逆变电路结构,可以将直流电能转换为交流电能。

它由两个开关管和两个二极管组成,通过控制开关管的导通和关断来控制电路的工作状态。

下面将详细介绍单相半桥逆变电路的工作过程。

在单相半桥逆变电路中,一个开关管和一个二极管串联连接,称为高侧开关管,另一个开关管和一个二极管并联连接,称为低侧开关管。

高侧开关管和低侧开关管之间通过负载相连。

在工作过程中,高侧开关管和低侧开关管交替导通和关断,从而实现对负载电压的控制。

当高侧开关管导通时,负载电压为正极性。

此时,负载电流通过高侧开关管和负载正极之间的通路流入负载,同时,负载的电容开始充电。

在这个过程中,低侧开关管处于关断状态,负载电流通过二极管流回负载的负极,此时二极管处于正向偏置状态,承担起了回路的导通功能。

接着,当高侧开关管关断时,负载电压为零。

此时,负载电流仍然通过高侧开关管和负载正极之间的通路流入负载,负载的电容继续充电。

与此同时,低侧开关管导通,负载电流通过低侧开关管和负载负极之间的通路流回电源,此时二极管处于反向偏置状态,不起导通作用。

当低侧开关管导通时,负载电压为负极性。

此时,负载电流通过低侧开关管和负载负极之间的通路流入负载,负载的电容继续充电。

与此同时,高侧开关管处于关断状态,负载电流通过二极管流回负载的正极,此时二极管处于正向偏置状态,承担起了回路的导通功能。

通过以上工作过程的循环,单相半桥逆变电路可以实现对负载电压的控制。

通过控制高侧开关管和低侧开关管的导通和关断时间,可以改变负载电压的大小和频率。

当高侧开关管和低侧开关管交替导通和关断时,负载电压呈现正弦波形。

需要注意的是,在实际应用中,为了保证负载电压和电流的稳定性,需要对开关管进行精确的控制。

通过合理的开关管触发角和工作频率的选择,可以实现电路的高效运行和稳定输出。

单相半桥逆变电路通过控制开关管的导通和关断来实现对负载电压的控制。

通过高侧开关管和低侧开关管的交替工作,负载电压呈现正弦波形,实现了直流电能向交流电能的转换。

半桥电路工作原理

半桥电路工作原理

半桥电路工作原理
半桥电路是一种用于控制电机驱动或电源系统的电子电路。

它由两个独立的开关组成,分别连接到直流电源的正负极上。

一般情况下,这两个开关是晶体管或MOSFET,可以通过控制它们的开关状态来控制电流的流向。

当半桥电路工作时,其中一个开关(通常称为上桥臂)处于导通状态,而另一个开关(通常称为下桥臂)处于断开状态。

这导致直流电源的正电压通过上桥臂,而负电压则通过下桥臂。

这样,半桥电路可以改变输出电压的极性。

在控制电机驱动中,半桥电路被用来改变电机绕组的极性,从而改变电机的转向。

例如,如果上桥臂导通而下桥臂断开,正电压通过电机的一个绕组,负电压则通过电机的另一个绕组,从而使电机旋转。

如果上桥臂断开而下桥臂导通,则电机会以相反的方向旋转。

在电源系统中,半桥电路可以被用作直流-交流逆变器。

通过控制半桥电路的开关状态,可以将直流电源的电能转换为交流电能。

具体来说,当上桥臂导通而下桥臂断开时,直流电源的正电压通过负载,而负电压则通过电容器将直流电能转换为交流电能。

当开关状态反转时,交流电能由负载通过电容器反向转换为直流电能。

总的来说,半桥电路通过控制两个独立的开关的开关状态,可以实现电流的流向控制,改变电压的极性,并将直流电能转换
为交流电能。

这使得半桥电路在电机驱动和电源系统中具有广泛的应用。

基本半桥逆变电路分析

基本半桥逆变电路分析

基本半桥逆变电路分析一、各元件的作用FUSE保险电阻:过电流和短路电流保护元件,抑制浪涌电流;L1,C1,C2:组成π型EMI滤波器,减轻高频逆变电路产生的电磁干扰;D1,D2,D3,D4:组成桥式整流电路,将输入的交流变为直流;C4滤波电容:将整流出的电压进行平滑滤波,使其接近直流电压;R1,C5:RC积分电路,滤波后的电压经过R1对C5进行充电,提供DB3导通电压;DB3双向触发二极管:当C5上的电压高于DB3的导通电压时,DB3导通,向Q2的基极注入电流,使T2导通,电路起振后,DB3不再导通;D5:隔离启动电路和振荡电路,使振荡电流不会经过C5到地;R2,C4:C4为续流电容,R2为C4提供放电网络。

当Q1和Q2在交替开关的同时截止阶段,使灯丝有电流流过,C4通常为1000~3300pF;R2,C4组成的放电网络同时避免两个三极管电流重叠,提供一个死区时间。

D6,D7续流二极管:与三极管并联在磁环线圈的两端,保护三极管,防止三极管反向击穿,反向电动势会通过二极管释放;Q1,Q2开关三极管:构成推挽电路,两管交替导通,在Q1的发射极和Q2的集电极中间产生近似方波脉冲;R4,R6:稳定电路工作点,负反馈作用,抬高晶体管发射极电位,控制发射机和基极之间的电压;R3,R5:控制晶体管的基极电流,同时隔离晶体管的基极电压与磁环绕组的感应电动势;N1,N2,N3磁环绕组(脉冲变压器):利用互感耦合,以及磁芯的饱和特性,控制Q1与Q2的交替开关;L2,C6:LC串联谐振电路,在C6两端为灯提供启动电压,同时对方波脉冲进行滤波,使灯丝电流近似正弦波;L2的Q值和C6的决定提供启动电压的大小;C7,C8:隔直电容,为灯丝电流提供交流通路。

二、各元件参数估算要求FUSE保险电阻:一般选择4.7~47欧;L1,C1,C2:高阻低通滤波器设计;使用安规电容;D1,D2,D3,D4:整流二极管,二极管反向耐压和热稳定性,反向耐压一般为输入电压的1.25倍;C4滤波电容:充放电的时间常数以及耐压值,充放电时间常数数交流周期的3~5倍,耐压值高于峰值电压的1.25倍;R1,R2:一般,R1=R2,两者相近,一般控制R1流过的电流在0.5~1mA;C5:C5的耐压要高于DB3的导通电压1.25倍以上,R1、C5的时间常数一般应为开关管导通时间的5%左右,要求有足够大的电流经过DB3注入Q2基极,使Q2导通;D5:普通整流二极管;C4续流电容:Q1和Q2截止时,C4会产生脉冲电流,Q1、Q4交替导通截止,使C4上产生正负交替的高频脉冲,因此C4要选择高频损耗小的电容,避免发热损坏;D6,D7续流二极管:续流二极管D选择要考虑导通、截止和转换三部分损耗,所以用正向压降小,反向电流小和存储时间短的开关二极管,一般选用肖特基二极管;Q1,Q2开关三极管:晶体管的耐压大于滤波后的线路电压;集电极电流依据灯丝峰值电流确定,通过集电极的峰值电流是通过L2的峰值电流,因此集电极电流参数应远大于此值;晶体管的开关速度主要受存储时间影响,存储时间应低于开关周期的20%,开关周期可用镇流器的开关频率计算;直流电流增益要大,一般要求大于5,这样较小的基极电流就可以获得较高的集电极电流,减小晶体管的导通损耗;R4,R6:反馈电阻,通过发射极电流变化影响晶体管发射极电压,进而控制发射极和基极之间的电压的变化,依据晶体管工作点的稳定要求取值;R3,R5:依据开关三极管的集电极电流和直流增益,确定基极电流,结合N1,N2的感应电动势确定;R3,R5与N1,N2的匝数相关(由晶体管基极电流的峰值决定);N1,N2,N3磁环绕组:绕组的匝数由磁环的饱和磁场强度,有效磁路长度,以及流过绕组的峰值电流大小决定,绕组匝数=(有效磁路长度*饱和磁场强度)/峰值电流;绕组电压= -(磁导率*匝数平方*截面积/有效磁路长度)*电流变化率L2,C6:C6的耐压是灯的启动电压的1.25倍,LC振荡电路的谐振频率与晶体管开关频率相近(开关频率不能小于谐振频率,谐振电路构成的负载应该呈感性或阻性,但不能呈容性):f≈1/ 2π(L2*C6)1/2,C6上的谐振电压为灯的启动电压;C7,C8:高频损耗小,耐压大于线路峰值电压1.25倍。

半桥电流源高频链逆变电路分析

半桥电流源高频链逆变电路分析

半桥电流源高频链逆变电路分析1引言半桥电流源高频链逆变电路拓扑如图所示[1]。

图1为采用半桥电流源高频链逆变电路拓扑,其中Q1、Q2组成高频逆变器,Q3、Q4组成一个周波变换器,Tr为高频变压器。

图2为半桥电流源高频链逆变电路输出接感性负载的主要波形示意图。

半桥电流源高频链逆变电路是以反激式直直功率变换器为基础的,电路工作在电感电流断续模式,通过控制开关管Q1、Q2、Q3、Q4可以得到四种工作模式A、B、C和D,每一种工作模式电路的拓扑结构都相当于一个反激式直直功率变换器,对于不同的负载,逆变器的工作模式顺序不同[1,2,3]。

半桥电流源高频链逆变电路具有以下特点:拓扑简洁、控制方案简单、使用器件少、效率高、可靠性高以及良好的动态响应。

因而具有较好的应用前景。

但在工程实践中,吸收电路的设计及变压器匝比的设计不适会加大变换器中的损耗,降低效率。

本文将在对半桥电流源高频链逆变器的电压应力分析的基础上,利用仿真的方法分析吸收电路结构及变压器匝比与损耗的关系。

2吸收电路半桥电流源高频链逆变电路是以Flyback电路为基础的,为了减小功率场效应管关断时,存储在漏感中的能量引起功率场效应管漏源电压尖峰,在Flyback中通常要在MOS漏源或变压器绕组两端加漏感能量吸收电路。

但在半桥电流源高频链逆变电路中,组成高频逆变器的Q1、Q2具有漏感能量回馈通路,无须吸收电路;组成周波变换器的Q3、Q4在能量回馈时高频开关,在其关断时无漏感能量泻放回路,必须加吸收电路。

1)高频逆变器电压应力分析在能量从电源传递到负载过程中,高频逆变器Q1、Q2高频开关,当Q1或Q2关断时,存储在变压器原边漏感中的能量必须有泻放的通路,否则将在Q1或Q2的漏源产生极高的电压尖峰,导致MOS管损坏。

下面以输出正弦波正半周为例,分析高频逆变器工作时漏感能量回馈通路,对应图2中的状态A。

此时Q1高频斩波,Q2关断,Q3常通,Q4一直关断。

在Q1导通时,能量存储在原边电感,在Q1关断时,原边电感电流最大,存储在电感中的能量最大。

单相半桥无源逆变电路的设计

单相半桥无源逆变电路的设计

单相半桥无源逆变电路的设计单相半桥无源逆变电路的基本原理是通过两个开关管交替导通和关断,实现直流电压到交流电压的转换。

在导通状态下,直流电源的正极连接到负载,并通过开关管将电流传递给负载。

在关断状态下,通过电感和电容等元件,将磁能和电能转换为交流电压输出。

通过两个开关管交替导通和关断,实现正负半周的交流电压输出。

单相半桥无源逆变电路主要由两个开关管、两个磁元件(电感、变压器等)和两个电容组成。

开关管的导通和关断通过控制电路实现,可以使用晶闸管、MOSFET或IGBT等开关元件。

磁元件用于储存磁能,将直流电能转换为交流电能。

电容则用于储存电能,平滑输出的交流电压波形。

接下来,我们将详细介绍单相半桥无源逆变电路的设计步骤。

1.确定电源和负载要求:根据具体应用需求,确定输入直流电压和输出交流电压的额定值。

2.选择开关管和控制电路:根据负载要求和工作条件,选择合适的开关管和控制电路。

考虑开关管的导通电流和耐受电压,以及控制电路的驱动能力和稳定性。

3.选择磁元件:根据负载要求和电源容量,选择合适的磁元件。

磁元件的参数包括电感值、饱和电流和损耗等。

4.选择电容:根据负载要求和输出电压纹波范围,选择合适的电容。

电容的参数包括容值、工作电压和损耗等。

5.设计控制电路:根据开关管的驱动方式,设计合适的控制电路。

常见的控制方式包括触发电路、斩波电路和保护电路等。

6.进行电路仿真:使用电路仿真软件,验证和优化设计的单相半桥无源逆变电路。

通过仿真结果,可以评估电路的性能和稳定性。

7.制作原型电路:根据设计结果,制作原型电路进行实际测试。

根据测试结果,对电路进行调整和优化。

8.优化电路参数:根据原型电路的测试结果,对电路参数进行调整和优化。

可以通过更换元件、调整电路连接方式等方法,改善电路性能。

9.进行电路性能测试:对优化后的单相半桥无源逆变电路进行性能测试。

测试项目包括输出波形、效率、稳定性和保护性能等。

10.进行传感器的选型与设计:根据实际要求,选择合适的传感器,并设计传感器的接口和驱动电路。

UPS中的直流变换器和半桥逆变器及单相全桥逆变器的详细介绍

UPS中的直流变换器和半桥逆变器及单相全桥逆变器的详细介绍

UPS中的直流变换器和半桥逆变器及单相全桥逆变器的详细介绍逆变器在电路中常被使用,本文中,小编将对UPS中的逆变器予以介绍。

本文介绍内容包括直流变换器、半桥逆变器、单相全桥逆变器以及三相全桥逆变器等知识,如果你对逆变器相关内容具有兴趣,不妨在本文下述内容中进行探索哦。

一、直流变换器直流变换器是一种最简单最基本的逆变器电路,主要应用于后备式UPS 中,它分为自激式和它激式两种。

1、自激式推挽变换器图1 自激式直流推挽变换器图1(a)所示是自激式直流推挽变换器电路,所谓自激就是不用外来的触发信号,UPS就可以利用自激振荡的方式输出交流电压,其交流电压的波形为方波,如图1(b)所示的波形UN。

UN是当电源电压E为额定值时的输出情况(其中阴影部分除外)。

自激直流变换器电路主要用于对电压稳定度要求不高但不能断电的地方,如电冰箱、紧要照明用的白炽灯、高压钠灯和金属卤素灯等,供电条件差的农村居民也有不少采用了这种电路作不间断电源。

由于它的电路简单、价格便宜、可靠性高,故也很受欢迎。

该电路的工作原理如下:在时间t=t0加直流电压E,这时由于晶体管V1和V2的基极电压Ub1=Ub2=0,(1)所示二者不具备开启条件,但在它们的集电极和发射极之间却都有漏电流,如图中的I1和I2所示,且二电流在变压器绕组中的流动方向相反,由于器件的分散性,使得I1-I2=ΔI≠0,(2)这个差值电流ΔI就在绕组中产生一个磁通量,于是就在基极绕组中感应出电压Ub1和Ub2,由同名端的标志可以看出,这两个电压的极性是相反的,即一个Ub给晶体管基极加正电压,使其开通,另一个Ub给另一个晶体管基极加负压,使其进一步截止。

电路的设计正好是漏电流大的那一个晶体管基极所感应出的Ub给自己基极加正压,而漏电流小的那一个晶体管基极所加的是负压,基极加正压管子的集电极电流进一步增加,又进一步使它的基极电压增大,这样一个雪崩式的过程很快使该管(设为V1)电流达到饱和值,即V1集电极-发射极之间的压降UCE1=0,绕组N1和N2上的电压也达到了最大值UN1=UN2=E,此后由于磁芯进入饱和阶段,磁芯中磁通的变化量减小,各绕组感应的电压也相应减小,原来导通的管子由于集电极电流增大(磁芯饱和所致)和基极电流减小而脱离饱和区,使绕组感应的电压进一步减小,这样一个反变化过程使得V1雪崩式地截止而V2达到饱和,如图1(b)t1所示。

半桥逆变电路原理详解

半桥逆变电路原理详解

半桥逆变电路原理详解一、概述半桥逆变电路是一种常见的电力电子变换器,其主要用途是将直流电压转换为交流电压。

半桥逆变电路由两个开关管和两个二极管组成,它可以产生正弦波或方波输出信号。

本文将详细介绍半桥逆变电路的原理及其工作过程。

二、半桥逆变电路的组成半桥逆变电路由两个开关管和两个二极管组成。

其中,开关管有一个高侧开关管和一个低侧开关管,它们分别控制直流输入端的正负极连接到输出端的哪一侧。

二极管则用于保护开关管,并防止反向电流损坏负载。

三、半桥逆变电路的工作原理当高侧开关管导通时,直流输入端的正极连接到输出端上;当低侧开关管导通时,直流输入端的负极连接到输出端上。

这样,通过不断地切换高低侧开关管的导通状态,可以产生一个交替出现在输出端上的正弦波或方波信号。

在实际应用中,为了保证输出信号稳定且符合要求,需要对半桥逆变电路进行控制。

控制方式一般有两种:PWM控制和谐振控制。

四、PWM控制PWM控制是指通过改变高侧和低侧开关管的导通时间比例来调节输出信号的频率和幅值。

具体实现过程如下:1.将高低侧开关管分别连接到一个PWM信号发生器上。

2.根据所需输出信号的频率和幅值,调整PWM信号发生器的输出波形。

3.通过不断地改变高低侧开关管的导通时间比例,使得输出信号的频率和幅值达到所需要求。

5、谐振控制谐振控制是指通过改变谐振电路中电感和电容的参数来调节输出信号的频率和幅值。

具体实现过程如下:1.在半桥逆变电路中加入一个谐振电路,它由一个串联电感和电容组成。

2.根据所需输出信号的频率和幅值,调整谐振电路中电感和电容的参数。

3.当高低侧开关管导通时,谐振电路会产生共振现象,并使得输出端产生正弦波或方波信号。

4.通过不断地改变谐振电路中电感和电容的参数,使得输出信号的频率和幅值达到所需要求。

六、总结半桥逆变电路是一种常见的电力电子变换器,它可以将直流电压转换为交流电压。

半桥逆变电路由两个开关管和两个二极管组成,它可以产生正弦波或方波输出信号。

半桥电路工作原理

半桥电路工作原理

半桥电路工作原理
半桥电路是一种常用于电力转换和控制的电路结构,它由两个开关器件组成,通常是MOSFET管或者IGBT管。

半桥电路通常用于直流至交流的逆变器中,也可以用于交流至直流的整流器中。

在工业控制、电力电子、汽车电子等领域都有广泛的应用。

首先,让我们来了解一下半桥电路的工作原理。

半桥电路由两个开关管组成,分别为上管和下管。

在逆变器中,上管和下管交替导通,通过控制上下管的导通和关断,可以实现对输出交流电压的控制。

在整流器中,上下管也是交替导通,实现对输入交流电压的整流。

半桥电路的工作原理可以简单描述为,当上管导通时,下管关断,此时电压源通过上管和负载形成回路,负载得到电压;当下管导通时,上管关断,电压源通过下管和负载形成回路,负载得到电压。

通过不断交替导通和关断,可以实现对输出电压的控制。

在实际应用中,半桥电路通常需要配合驱动电路来控制开关管的导通和关断。

驱动电路可以根据控制信号来控制开关管的导通和关断,从而实现对输出电压的精确控制。

此外,为了保护开关管和提高系统的可靠性,通常还会加入过流保护、过压保护、过温保护等电路。

总的来说,半桥电路是一种非常重要的电力电子器件,它在电力转换和控制领域有着广泛的应用。

通过对半桥电路工作原理的深入理解,可以更好地应用和设计相关的电路系统,提高系统的性能和可靠性。

在工程实践中,对半桥电路的工作原理有着深刻的理解是非常重要的。

只有深入理解其工作原理,才能更好地应用和设计相关的电路系统,提高系统的性能和可靠性。

希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解半桥电路的工作原理,为相关领域的工程应用提供帮助。

半桥逆变snubbber电路讲解

半桥逆变snubbber电路讲解

半桥逆变SNUBBER电路描述:半桥逆变正负桥臂开关管关断时是硬关断,当负载电流很大时,开关管关断时di/dt很大,由于线路存在分布电感,所以会引起很大的电压尖峰,如果不加缓冲电路抑制电压尖峰的产生,则开关管的电压规格必须比正常值高出许多,开关损耗也较大,当UPS功率很大时(额定电流很大),开关管的选取将变得异常困难;同时,过高的di/dt将产生严重的EMI。

给半桥逆变的开关管增加关断缓冲电路可以降低di/dt、减小关断损耗,并能降低相应频段的EMI。

一、常用SNUBBER电路的种类1、RC SNUBBER(如图1)图12、RCD SNUBBER(如图2)图23、变形的RCD SNUBBER电路(CLAMPING电路,如图3)图3二、SNUBBER电路的工作过程(以RCD SNUBBER电路为例进行分析,只分析正半周的情况)1、Q1开通后进入稳态,流过Q1的负载电流为I,此时U CS1=0,U CS2=2*V BUS(如图4,红色箭头表示电流流向)。

图42、当Q1的栅极上加入关断信号,电流I通过Q1的C、E间的寄生电容流过,U CE1升高,随之D S1开通,一部分电流转移到C S1成为C S1的充电电流,Q1上电流减小,C S2经R S2、R LOAD进行放电(如图5)。

图53、Q1完全关断(恢复阻断能力)后,U CE1大于正负BUS之和,D2开始正偏置,在D2的正偏置电压没有达到其开通阈值电压之前不能及时导通,C S1继续过充电,C S2继续放电(如图6)。

图64、C S1仍然过充电,D2开始续流,负载电流I由正桥臂向负桥臂换流,C S2放电(如图7)。

图75、D2完全续流,C S1放电,C S1上过充的能量一部分消耗在R S1上,另一部分反馈到+BUS(如图8)。

图86、C S1放电完毕,U CE1=2*V BUS,U CS2=0,D2进入稳态续流(如图9)。

图97、Q1再次开通,Q1与D2之间进行换流,Q1的电流增大,D2的电流反相进入反相恢复过程,同时C S1、R S1、Q1构成C S1的放电回路,Q1、D S2、C S2构成C S2的充电回路(图10)。

半桥逆变电路工作原理的分析

半桥逆变电路工作原理的分析

半桥逆变电路工作原理的分析引言半桥逆变电路是一种常见的功率电子变换器,广泛应用于各种需要交流电源的场合。

了解半桥逆变电路的工作原理对于设计和维护电力系统都至关重要。

本文将对半桥逆变电路的工作原理进行详细的分析和解释。

一、半桥逆变电路的基本结构半桥逆变电路由两个IGBT(绝缘栅双极晶体管)和两个二极管组成。

其中,IGBT用于控制电流的流动方向,而二极管则用于保护电路,防止反向电流。

二、半桥逆变电路的工作原理1. 上桥臂工作原理上桥臂由一个IGBT和一个二极管组成。

当上桥臂的IGBT导通时,电流会从电源经过二极管流入负载;当电流通过负载后,会经由另一个二极管形成闭环,形成一个电流回路。

2. 下桥臂工作原理下桥臂也由一个IGBT和一个二极管组成。

当下桥臂的IGBT 导通时,电流会从负载经过二极管流回电源,完成回路的另一半。

3. 控制信号半桥逆变电路通过对上桥臂和下桥臂的IGBT施加不同的控制信号来实现电流的流动和方向的改变。

一般情况下,上桥臂的IGBT 和下桥臂的IGBT不能同时导通,以免形成短路。

4. 输出半桥逆变电路在负载两端产生交流电压。

当上桥臂的IGBT导通时,负载两端的电压为正值;当下桥臂的IGBT导通时,负载两端的电压为负值。

这样,通过对上下桥臂的控制信号的改变,可以实现正负交流电压的产生。

三、半桥逆变电路的优势与应用1. 高效性能半桥逆变电路具有高效性能的优点,能将直流电源转换为交流电源,提高能源的利用效率。

2. 可靠性半桥逆变电路由于采用了IGBT和二极管,具有较高的可靠性,能够保护电路免受电压和电流的冲击。

3. 广泛应用半桥逆变电路广泛应用于各种需要交流电源的场合,如工业控制、照明设备、电动机驱动等领域。

结论半桥逆变电路是一种常见且重要的功率电子变换器,通过对上下桥臂的IGBT进行控制,可以实现正负交流电压的产生。

半桥逆变电路具有高效性能和较高的可靠性,被广泛应用于各个领域。

了解半桥逆变电路的工作原理对于电力系统的设计和维护至关重要。

半桥逆变电路工作原理的分析-

半桥逆变电路工作原理的分析-
在vBE1变为足够正时,VT1的BE结及 BC结均变为正偏, 较大的正vBE1值除产生正向的基 极驱动电流iB1、、向基区注入大量的电子外,还产生由基极流向集电极的反向电流−ic1,此电 流由集电极流出,经C7流入灯管,同先前VT2流过灯管及电感L2的电流ic2方向是一致的,两 者共同组成灯管电流。在这里,反向集电极电流−ic1的流通路径是:由VT1集电极经C7、灯 管、电感L2、磁环绕组N3、N1及电阻R3(或通过接于VT1的BE结的反向二极管)流回基极。 在集电极电流-ic1反向流通(ic1≤0)的时间内,三极管VT1可以看作两个背靠背连接的PN结, 在CE之间两个PN结的压降是相互抵消的,因而总的压降很小。以后ic1逐渐加大,由较大的 负值变为较小的负值,再变为零,又进一步变为正值。但由于BE结的正向电压vBE1很大,iB1、 使三极管处于深饱和,这样,ic1≥0 时,vCE1仍然很小,如图 3 所示(图中ic 受到一些干扰, ic=0 不是一条水平线,但可以看出,有ic时,vCE≈0)。由此可见,在三极管VTI导通的全过程 中,CE之间的压降是很小的,管子可视为短路,而不问其电流为正或负。
电子镇流器中半桥逆变电路工作原理的分析
陈传虞
引言 半桥逆变电路是电子镇流器和电子节能灯中最常用也是最基本的电路,正确地理解它的 工作原理,将有助于我们合理地选择元器件如磁环变压器、扼流电感、启动电容等元件的参 数,正确地安排三极管的驱动电路,以降低它的功耗与热量,提高整灯的可靠性。遗憾地是 过去受观测仪器(如示波器)和测试手段的局限,我们无法观测到电路中关键点如三极管各 个电极电流的正确波形(如文献 4 的电流iB、B ic的起始波形就是错误的),因而无法作出符合 实际情况的定量分析和判断,以至形成一些错误的概念。最近看到深爱公司叶文浩先生发表 在中国照明电器(刊载于 04 年 11、12 期)的文章,受到不少启发,到欧普照明公司后,利 用比较先进的示波器TDS5000,对电路关键点的电流和电压波形,进行了仔细的测试,感到 认识上有所提高,澄清了过去不少胡塗概念,特撰写本文,抛砖引玉,与叶先生商榷,并就 教于国内方家。

半桥电路的运行原理

半桥电路的运行原理

半桥电路的运行原理半桥电路是一种常见的电力电子拓扑结构,由两个互补开关组成。

每个开关可以实现通断两种状态,通过控制两个开关的状态,可以在电源和负载之间实现高效的电能转换。

半桥电路主要用于直流至交流(DC-AC)或交流至直流(AC-DC)的电能转换,常见于逆变器、驱动器和换流器等应用中。

半桥电路的基本原理是利用两个互补开关(通常是功率MOSFET或IGBT)来实现电能的转换。

一个开关被称为上半桥开关,另一个称为下半桥开关。

两个开关被串联连接,共同驱动一个负载。

上半桥开关与下半桥开关的状态可以通过控制信号来改变。

当开关处于导通状态时,电源与负载连接,电流可以流经负载;当开关处于断开状态时,电源与负载断开,电流无法通过。

半桥电路通常具有以下特点:1.高效率:通过控制开关的状态,可以减少功率损耗。

当开关处于导通状态时,电流可以直接通过开关流过负载,减少电流经过开关时的电压损耗。

当开关处于断开状态时,电源与负载之间的电流关闭,减少了电流在导通状态下的损耗。

2.可控性强:通过控制信号,可以精确地控制开关的状态,以实现电能的转换。

控制信号的频率和幅值可以根据需要进行调整。

3.电压和电流的波形控制:通过控制两个开关的状态,可以改变电压和电流的波形,以满足不同的应用需求。

例如,在直流至交流逆变器中,通过改变开关的状态,可以将直流电源转换为交流电源,并实现不同频率和幅值的交流输出。

1.上半桥工作状态:上半桥开关处于导通状态,下半桥开关处于断开状态。

此时,电源正极与上半桥开关相连,负载与下半桥开关相连。

电流从电源正极流向上半桥开关,然后经过负载,最后返回电源的负极。

负载上的电压等于电源提供的电压减去开关和导线的压降。

2.下半桥工作状态:上半桥开关处于断开状态,下半桥开关处于导通状态。

此时,电源正极与下半桥开关相连,负载与上半桥开关相连。

电流从电源正极流向负载,然后经过上半桥开关,最后返回电源的负极。

负载上的电压等于电源提供的电压减去开关和导线的压降。

半桥逆变snubbber电路剖析

半桥逆变snubbber电路剖析

半桥逆变SNUBBER电路描述:半桥逆变正负桥臂开关管关断时是硬关断,当负载电流很大时,开关管关断时di/dt很大,由于线路存在分布电感,所以会引起很大的电压尖峰,如果不加缓冲电路抑制电压尖峰的产生,则开关管的电压规格必须比正常值高出许多,开关损耗也较大,当UPS功率很大时(额定电流很大),开关管的选取将变得异常困难;同时,过高的di/dt将产生严重的EMI。

给半桥逆变的开关管增加关断缓冲电路可以降低di/dt、减小关断损耗,并能降低相应频段的EMI。

一、常用SNUBBER电路的种类1、RC SNUBBER(如图1)图12、RCD SNUBBER(如图2)图23、变形的RCD SNUBBER电路(CLAMPING电路,如图3)图3二、SNUBBER电路的工作过程(以RCD SNUBBER电路为例进行分析,只分析正半周的情况)1、Q1开通后进入稳态,流过Q1的负载电流为I,此时U CS1=0,U CS2=2*V BUS(如图4,红色箭头表示电流流向)。

图42、当Q1的栅极上加入关断信号,电流I通过Q1的C、E间的寄生电容流过,U CE1升高,随之D S1开通,一部分电流转移到C S1成为C S1的充电电流,Q1上电流减小,C S2经R S2、R LOAD进行放电(如图5)。

图53、Q1完全关断(恢复阻断能力)后,U CE1大于正负BUS之和,D2开始正偏置,在D2的正偏置电压没有达到其开通阈值电压之前不能及时导通,C S1继续过充电,C S2继续放电(如图6)。

图64、C S1仍然过充电,D2开始续流,负载电流I由正桥臂向负桥臂换流,C S2放电(如图7)。

图75、D2完全续流,C S1放电,C S1上过充的能量一部分消耗在R S1上,另一部分反馈到+BUS(如图8)。

图86、C S1放电完毕,U CE1=2*V BUS,U CS2=0,D2进入稳态续流(如图9)。

图97、Q1再次开通,Q1与D2之间进行换流,Q1的电流增大,D2的电流反相进入反相恢复过程,同时C S1、R S1、Q1构成C S1的放电回路,Q1、D S2、C S2构成C S2的充电回路(图10)。

单相半桥逆变器工作原理-概述说明以及解释

单相半桥逆变器工作原理-概述说明以及解释

单相半桥逆变器工作原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述单相半桥逆变器是一种常见的电力电子装置,用于将直流电源转换为交流电源。

它由一对开关管和相应的驱动电路组成,可以实现电压或频率的变换。

单相半桥逆变器具有结构简单、成本低廉、效率高等优点,因此在许多领域中得到了广泛应用。

单相半桥逆变器的工作原理基于开关管的开关动作来实现直流电源到交流电源的转换。

当开关管导通时,直流电源的电流通过开关管和输出电感,形成了一个闭合的回路,从而将电力传输到负载上。

而当开关管关断时,电感中的能量会形成反向电压,将负载端的电压逆变为负值或零值。

通过不断地交替开关管的导通和关断,单相半桥逆变器可以通过调节导通时间比例来控制输出交流电源的电压和频率。

单相半桥逆变器的工作过程可以简单描述为:当第一个开关管导通时,电流流过该开关管和输出电感,正负极性的电压分别施加在负载上;而第二个开关管关断时,电感中的能量会产生反向电压,将负载端的电压逆转为负值或零值。

通过不断地交替开关管的导通和关断,单相半桥逆变器可以控制输出的交流电源的电压和频率。

单相半桥逆变器在各个领域都有广泛的应用。

在家庭电器、工业机械、电子设备等领域中,单相半桥逆变器可以将直流电源转换为交流电源,从而实现对各种电动设备的供电。

此外,单相半桥逆变器还可以用于太阳能发电系统、电动汽车充电器、UPS电源等领域,为这些领域的电力转换和电能控制提供稳定可靠的解决方案。

综上所述,单相半桥逆变器是一种重要的电力电子装置,通过开关管的开关操作将直流电源转换为交流电源。

其工作原理简单,结构紧凑,成本低廉,并且在许多领域中具有广泛的应用前景。

对于未来的发展,进一步的研究可以集中在提高逆变器的效率、减小电磁干扰、改进控制策略等方面,以满足不断增长的电力转换需求。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将围绕单相半桥逆变器的工作原理展开详细探讨。

为了方便读者更好地理解,本文将按照以下结构进行组织和叙述。

半桥逆变电路的工作原理

半桥逆变电路的工作原理

半桥逆变电路的工作原理老铎半桥逆变电路技术应用于电子节能灯、电子变压器、高压低压逆变技术。

电容C7、C8组成无源半桥支路,半桥的中点电压为直流电压的一半,即为E/2,灯管作为负载与电感L2相串联,跨接在两个半桥中点之间。

VT1、VT2是半桥逆变电路中的重要组件,起着功率开关的作用,选择时,应优先考虑其开关参数。

其工作原理是:加上电源后,由直流电压VDC(E)提供的电流经R1对积分电容C5充电,一旦此电压达到并超过触发二极管VDB3的转折电压(约30~40V)后,该二极管击穿导通,并有电流流入VT2的基极,使VT2导通,此时,电流流经的路径为电源VC3→C7→灯丝→C6→灯丝→电感L 2→磁环变压器Tr的初级绕组N3→VT2的集电极→地。

VT2集电极电流的增长趋势在磁环变压器的初级绕组N3上产生感应电动势,同时在其次级(N1、N2)也产生感应电动势,其极性是使各绕组上用•表示的同名端为正,从而使VT2的基极电位升高,基极电流、集电极电流进一步加大,即在电路中产生如下的连锁反应.连锁式的正反馈作用使VT2导通并饱和。

顺便指出,在VT2导通后,电容Cs的电荷通过二极管VD。

和晶体管VT2放电,其电压下降,不再使触发管导通,该支路也不再对VT2基极产生影响。

所以,由R1、C5及VDB3提供的触发信号只在电源接通后对VT2起触发作用。

在VT1、VT2轮流工作后,其工作频率较高,VT2截止时间很短,在这样短的时间内C5来不及得到充分的充电。

而VT2导通后,C5又放电。

这样,它上面的电压是一些幅度很小的锯齿波,达不到足以使VDB3导通的电压。

因此,一旦电路转换,VT1、VT2轮流导通与截止后,VDB3将不再能导通,对VT2也不起任何作用。

当VT2电流增加使磁环趋向饱和,各绕组感应电动势急剧下降,VT2基极电位也下降,ic2减小,在磁环变压器中将产生与ic2以增加时相反极性的电动势,即各绕组中用•表示的同名端电压为负,这样一来,VT1的基极电位上升,集电极电流ic1增加,电流的流通路径为Vc3→VT1集电极→电感L2→灯丝→C6→灯丝→C8→地。

逆变器的基本电路

逆变器的基本电路

逆变器的基本电路
逆变器的基本电路是一种电力电子器件,主要用于将直流电转换为交
流电。

它的基本结构由两个半桥逆变器构成,其中每个半桥逆变器由
四个开关元件和一个电感组成。

逆变器的工作原理是通过控制开关元
件的导通和断开,将直流电源的电平变化转化为交流电输出。

在逆变器的电路图中,每个逆变器由两个开关管和两个二极管组成。

其中,开关管和二极管分别连接在直流电源和输出负载之间,它们的
导通和断开状态由控制电路控制。

当电路中开关管1和开关管4两个
管子导通时,交流输出电压为正极性;当开关管2和开关管3导通时,输出电压为负极性。

如此交替逆变输出,即可获得高质量的交流输出
电压。

同时,逆变器的电感在工作过程中起着很重要的作用。

电感负责控制
电路中电流的变化速度,从而保证逆变器稳定输出。

因此,在设计逆
变器时,需要根据负载和直流电压的特性选择合适的电感,并采用合
适的设计技巧以提高电路的效率和稳定性。

总之,逆变器的基本电路和工作原理是以半桥逆变器为基础的。

通过
精细的控制和电路设计,我们可以获得稳定、高质量的交流输出电压,从而推动各类电力设备的发展和应用。

单相电压型半桥逆变电路

单相电压型半桥逆变电路

单相电压型半桥逆变电路仿真模型:
1.纯电阻负载
触发角:0°
输出电压有效值:49.99
触发角:30°
输出电压有效值:49.99
触发角:90°
输出电压有效值:49.99
2.阻感性负载
(1)L=0.1H
触发角:0°
输出电压波形:
输出电流波形:
输出电压有效值:50.02输出电流谐波分析:
触发角:90°
输出电压波形:
输出电流波形:
输出电压有效值:50.02输出电流谐波分析:
(2)L=1H
触发角:0°
输出电压波形:
输出电流波形:
输出电压有效值:50输出电流谐波分析:
触发角:90°
输出电压波形:
输出电流波形:
输出电压有效值:50
输出电流谐波分析:
现象分析:交流输出电压的有效值由直流电压源决定,故电感大小和
触发角大小不影响输出电压有效值,由于开关器件上下对称,在一个周期内各有半周正偏,半周反偏,且两者互补,故触发角的大小只会让波形相位发生移动而不改变波形形状。

而触发角越大,输出电流相位偏移程度越大,高次谐波含量越多,输出电流的谐波畸变率越大。

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节能灯产品节能灯产品基本半桥逆变电路分析基本半桥逆变电路分析一、各元件的作用FUSE 保险电阻:过电流和短路电流保护元件,抑制浪涌电流;L1,C1,C2:组成π型EMI 滤波器,减轻高频逆变电路产生的电磁干扰; D1,D2,D3,D4:组成桥式整流电路,将输入的交流变为直流;C3 滤波电容:将整流出的电压进行平滑滤波,使其接近直流电压;R1,C5:RC 积分电路,滤波后的电压经过R1对C5进行充电,提供DB3导通电压;DB3双向触发二极管:当 C5上的电压高于DB3的导通电压时,DB3导通,向Q2的基极注入电流,使T2导通,电路起振后,DB3不再导通;D5:隔离启动电路和振荡电路,使振荡电流不会经过C5到地;R2,C4:C4为续流电容,R2为C4提供放电网络。

当Q1和Q2在交替开关的同时截止阶段,使灯丝有电流流过,C4通常为1000~3300pF ;R2,C4组成的放电网络同时避免两个三极管电流重叠,提供一个死区时间。

、积分电容在启动时为触发管提供导通电压,电源电压经过R1对其进行充电,充电达到DB3的28V导通电压,下管导通.移相电容,在上下管轮流导通工作过程当中,存在一个管子截止而另一个管子尚未导通的现象,而流过灯管的电流需要是连续的,利用电容电流可以突变的特性,把这一缺陷弥补上!移相电容比较好!电容减小时电流滞后电压,三极管关断功耗加大,三极管打开时功耗减小,所谓电路呈感性;电容增加时电流超前电压,三极管关断功耗减小,三极管打开时功耗增加,所谓电路呈容性.T5灯管管压略高,启辉电容略小电路本身就接近中性,如果还是将移相电容容量增加大会超成三极管滞后打开,三极管在因导通时有较高电压而产生功耗!如T8T9灯管管压略低启辉电容略高,电路容易呈感性,如果还是将移相电容容量减小会超成三极管超前打开,三极管在因关闭时有较高电压而产生功耗!可能有朋友要说了,那我后面灯管的管压和启辉电容选一定参数达到一定呈中性时就不是可以不用这个电容了吗?那不行!我们这里讲的感容性是基波电流相对于矩形波电压而言,矩形波内的高次谐波无法通过选频网络,经电感反势迭加到三极管上,这样三极管有可能瞬态导通和关断时被硬性击穿!有时象T5灯管不加移相电容时也没事,是因为管压过高时,高次谐波电流经过高的管压强度大大减弱,三极管反而安全了!所以加一定容量的电容也吸收了这些谐波,所以一定要加! 补充一点具体操作方法:用示波器观看三极管的电流波形,调节该电容和磁环的参数就能使三极管工作在最佳工作状态,这一点我认为是调试电子镇流器最精,也是最基础的技术,现在有很多的技术人员都是靠测量三极管的温升来调试的,不会调电流波形根本做不出好的镇流器,会这一点后镇流器真的简单了在下管续流二极管中靠近地线端串一个小电阻1R,用示波器看电阻上电压波形,越小约好,但不能没有!原因我不讲了,自己分析为什么!一个输出波形有三部分组成:流过三极管电流,经这个电容的电流,还有经过续流二极管的电流,组成完整的输出波.注意整个电压范围啊,一般在高压为大一点,低压为小一点)D6,D7续流二极管:与三极管并联在磁环线圈的两端,保护三极管,防止三极管反向击穿,反向电动势会通过二极管释放;Q1,Q2开关三极管:构成推挽电路,两管交替导通,在Q1的发射极和Q2的集电极中间产生近似方波脉冲;R4,R6:稳定电路工作点,负反馈作用,抬高晶体管发射极电位,控制发射机和基极之间的电压;R3,R5:控制晶体管的基极电流,同时隔离晶体管的基极电压与磁环绕组的感应电动势;N1,N2,N3磁环绕组(脉冲变压器):利用互感耦合,以及磁芯的饱和特性,控制Q1与Q2的交替开关;L2,C6:LC串联谐振电路,在C6两端为灯提供启动电压,同时对方波脉冲进行滤波,使灯丝电流近似正弦波;L2的Q值和C6的决定提供启动电压的大小;C7,C8:隔直电容,为灯丝电流提供交流通路。

二、 各元件参数估算要求FUSE保险电阻:一般选择4.7~47欧;L1,C1,C2:高阻低通滤波器设计;使用安规电容;D1,D2,D3,D4:整流二极管,二极管反向耐压和热稳定性,反向耐压一般为输入电压的1.25倍;C4滤波电容:充放电的时间常数以及耐压值,充放电时间常数数交流周期的3~5倍,耐压值高于峰值电压的1.25倍;R1,R2:一般,R1=R2,两者相近,一般控制R1流过的电流在0.5~1mA;C5:C5的耐压要高于DB3的导通电压1.25倍以上,R1、C5的时间常数一般应为开关管导通时间的5%左右,要求有足够大的电流经过DB3注入Q2基极,使Q2导通;D5:普通整流二极管;C4续流电容:Q1和Q2截止时,C4会产生脉冲电流,Q1、Q4交替导通截止,使C4上产生正负交替的高频脉冲,因此C4要选择高频损耗小的电容,避免发热损坏;D6,D7续流二极管:续流二极管D选择要考虑导通、截止和转换三部分损耗,所以用正向压降小,反向电流小和存储时间短的开关二极管,一般选用肖特基二极管;Q1,Q2开关三极管:晶体管的耐压大于滤波后的线路电压;集电极电流依据灯丝峰值电流确定,通过集电极的峰值电流是通过L2的峰值电流,因此集电极电流参数应远大于此值;晶体管的开关速度主要受存储时间影响,存储时间应低于开关周期的20%,开关周期可用镇流器的开关频率计算;直流电流增益要大,一般要求大于5,这样较小的基极电流就可以获得较高的集电极电流,减小晶体管的导通损耗;R4,R6:反馈电阻,通过发射极电流变化影响晶体管发射极电压,进而控制发射极和基极之间的电压的变化,依据晶体管工作点的稳定要求取值;R3,R5:依据开关三极管的集电极电流和直流增益,确定基极电流,结合N1,N2的感应电动势确定;R3,R5与N1,N2的匝数相关(由晶体管基极电流的峰值决定);N1,N2,N3磁环绕组:绕组的匝数由磁环的饱和磁场强度,有效磁路长度,以及流过绕组的峰值电流大小决定,绕组匝数=(有效磁路长度*饱和磁场强度)/峰值电流;绕组电压= -(磁导率*匝数平方*截面积/有效磁路长度)*电流变化率L2,C6:C6的耐压是灯的启动电压的1.25倍,LC振荡电路的谐振频率与晶体管开关频率相近(开关频率不能小于谐振频率,谐振电路构成的负载应该呈感性或阻性,但不能呈容性):f≈1/ 2π(L2*C6)1/2,C6上的谐振电压为灯的启动电压;C7,C8:高频损耗小,耐压大于线路峰值电压1.25倍。

三、电路的工作原理1、电路启动SI和SD之间通电,220V,50Hz交流电,经过整流滤波后,在C3的两端产生约311V的直流电压VC。

此时该电压通过R1、C5组成的积分电路对C5进行充电,当C5上的电压达到DB3的导通电压时,DB3导通,DB3导通后因为Q1,Q2的开关频率高,C5充电不充分,在上面的电压是一些幅度很小的锯齿波,达不到DB3的导通电压,因此电路一旦启动,DB3就不再导通。

2、电路起振DB3导通电流直接进入Q2的基极,驱动Q2导通,Q2导通后,电流的流经路径为:V C正极→C7→→灯丝→C6→灯丝→L2→N3→Q2的集电极→R6→VC负极(地)。

如下图所示:(1)Q2导通,Q1截止,流过N3的电流使N3产生一个阻止此电流增加的感应电动势,极性为同名端为正,N3耦合到N1,N2,N1,N2的同名端感应电动势为正。

N1上的感应电动势减小Q1的基极电压,使Q1保持截止。

N2上的感应电动势使Q2的基极电压增大,Q2的基极电流增大,则Q2的集电极电流增大,N3上的感应电动势加强,N1,N2上的感应电动势加强,形成正反馈使Q2逐渐饱和。

Q2的集电极电流不断的增大,使磁芯磁导率达到最大,磁导率开始下降,Q2的集电极电流继续增大使磁导率急剧下降,N1,N2,N3上的感应电动势急剧下降, N2感应电动势的下降使Q2的基极电压下降,集电极电流开始下降,N3产生感应电动势阻止此电流减小,极性为同名端为负,N3的感应电动势耦合到N1,N2,同名端为负,Q2的基极电压下降,Q1的电压上升。

Q2急剧趋于截止,Q1趋于导通。

(2)当Q1将要导通,Q2已经截止时,(流过N3的电流)灯丝电流不能通过Q2,此时续流电容C4发挥作用,该电流对C4反向充电,保持灯丝电流的连续流通。

(3)Q1导通,Q2截止,此时电流路径为:VC正极→Q1→R4→N3→L2→灯丝→C6→灯丝→C8→VC负极(地)。

如图所示:由于正反馈作用使Q1饱和,Q1的发射极电流增大,流过N3的电流增大,使磁芯磁导率达到最大,而Q1发射极电流继续增大,使磁导率急剧下降,N1,N2,N3上的感应电动势下降,Q1的基极电压下降,Q1发射极电流下降,N3产生感应电动势阻止此电流下降,感应电动势方向又变为同名端为正。

通过镇反馈N1上的感应电动势增加使Q1的基极电压急剧下降,N2上的感应电动势增加使Q2的基极电压急剧增加。

Q1趋于截止,Q2趋于导通。

(4)当Q1截止,Q2将要导通时,灯丝电流不能流过Q1,此时灯丝电流仍由C4续流,保持灯丝电流连续。

(5)Q1截止,Q2导通,电路又重复经过(1)(2)(3)(4)状态,如此循环,电路进入振荡状态。

3、正常工作电路进入振荡状态以后,在Q1的发射极和Q2的集电极之间产生方波,Q1饱和时,Q2截止时,形成方波上沿,幅度为:[VC-(Q1的饱和管压降+R4上的压降)];Q1截止,Q2饱和时,形成方波下沿,幅度为:[Q2的饱和管压降+R6上的压降]。

又C7、C8组成无源半桥中点的电压为VC/2。

所以可以将该方波看作是交变方波,方波上沿为:[VC/2-(Q1的饱和管压降+R4上压降)],方波下沿为:[(Q2的饱和管压降+R6上压降)-VC/2],此方波电压经过L2,C6的串联作用滤波,其波形接近正弦波,因为频率接近串联谐振频率,在C6上产生很高的启动电压,使灯点亮。

点亮后灯管可以视作等效电阻。

灯管等效电阻是由灯管电压和灯管电流决定的。

假设由Q2的集电极输出电压为幅度150V,35KHz的交变方波,灯正常工作时的灯丝电阻为380欧,取C6=6.8n,C7=C8=100n,仿真电路及仿真波形如下:四:影响镇流器工作频率的因素(1) 次级磁环匝数N1、N2以及R3、R5控制三极管的饱和程度,饱和程度越深,退出饱和越慢,工作频率越低,反之亦然;(2) 磁环的磁导率越大,工作频率越低;(3) 发射极反馈电阻R4、R6越大,负反馈作用越强,三极管越不容易饱和,工作频率越高;(4) 灯管等效电阻越大,时间常数τ=L/R越小,工作频率越高;(5) 工作环境温度上升,基极发射极电压U BE减小,存储电荷与存储时间变大,工作频率变低。

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