单相半桥型逆变电路原理
DC-AC逆变电路及原理总结
uo
S 1
io
负载
S 3
Ud
S2
uo S4
io
t1 t2
t
a)
b)
图5-1 逆变电路及其波形举例
逆变电路的基本工作原理
S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正。 S1、S4断开，S2、S3闭合时，负载电压uo为负。
直流电 交流电
逆变电路的基本工作原理
逆变电路最基本的工作 原理 ——改变两组开关 切换频率，可改变输出 交流电频率。
直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均 衡。
参数计算与器件选择
根据不同的负载类型计算负载等效阻抗： 电阻型：Z=R 电阻电感型：Z=R+jωL
Z=(R2+(ωL)2 ) ½ 对于RLC：Z=R+jωL-1/jωC 对于电阻：i＝2P/Ud＝Ud/2R 对于电阻电感：i＝2P/Udcosφ＝Ud/2Z 开关管上的电压：U=(2~3)Ud
电流：I=(1.5~2)(2)1/2i
参数计算与器件选择 例：逆变器输入电压为550V，输出功率为 20KW，逆变器开关频率为20KHz，RLC谐振 负载，
其等效电阻为：R=Ud2/P=15.125Ω 负载上的电流有效值为：i＝Ud/R= 36.36A 开关管上的电压：U=(2~3)Ud=1100~1650V 电流：I=(1.5~2)(2)1/2i=77~102A
(4)控制方式有PWM，双极性和移相控制方式。
参数计算与器件选择
根据不同的负载类型计算负载等效阻抗： 电阻型：Z=R 电阻电感型：Z=R+jωL
Z=(R2+(ωL)2 ) ½ 对于RLC：Z=R+jωL-1/jωC
对于电阻：i＝P/Ud＝Ud/R 对于电阻电感：i＝P/Udcosφ＝Ud/Z 开关管上的电压：U=(2~3)Ud
单相半桥电压型逆变电路的工作原理
单相半桥电压型逆变电路的工作原理
单相半桥电压型逆变电路是一种常见的逆变电路拓扑结构，常用于单相交流电源到直流电源的转换，适用于小功率应用。
以下是单相半桥电压型逆变电路的基本工作原理：
1.电源输入：单相半桥逆变电路通常接收单相交流电源作为输入。
这可以是来自电网的交流电，例如家用电源。
2.整流桥：输入的交流电源首先经过整流桥，将交流电转换为直
流电。
整流桥可以采用二极管桥或可控硅桥等。
3.滤波电容：为了减小直流电的脉动，逆变电路的输出端连接一
个滤波电容，用于平滑直流电压。
4.半桥逆变器：接下来是半桥逆变器部分，由两个功率开关（通
常是可控硅或晶闸管）组成。
这两个功率开关分别连接到正负
直流电压源和负载。
5.PWM控制：半桥逆变器通过PWM（脉宽调制）控制方式来
实现输出波形的控制。
通过调整开关的导通时间，可以控制输
出波形的幅值。
6.输出变压器：在半桥逆变器的输出端连接一个输出变压器，用
于改变输出电压的大小，以适应负载的需要。
7.输出负载：最终，经过输出变压器调整后的交流电源输出到负
载，可以是各种电器设备或电动机。
总体而言，半桥电压型逆变电路通过控制功率开关的导通时间，实现对输出交流电压幅值的调节，从而满足负载的电源需求。
这种逆变
电路通常用于小功率、单相电源的应用，例如家用电器、电子设备等。
半桥逆变电路工作原理
半桥逆变电路工作原理
半桥逆变电路是一种常见的电力电子变换器，通常用于将直流电源转换为交流电源。
其工作原理如下：
首先，半桥逆变电路由两个功率开关器件组成，通常是晶体管或者功率MOSFET。
这两个开关器件分别被连接到一个共同的直流电源上，形成一个半桥结构。
当其中一个开关器件导通时，另一个则截止，反之亦然。
这种交替导通的方式可以使得电压在输出端产生一个交流电压。
在工作时，当上面的开关器件导通时，直流电源的正极连接到负载，负极连接到地。
这时，负载上就会出现一个正向的电压。
而当下面的开关器件导通时，直流电源的正负极连接会发生变化，负载上就会出现一个反向的电压。
通过这种方式，半桥逆变电路能够产生一个交流电压。
此外，半桥逆变电路通常还配备有一个控制电路，用来控制开关器件的导通和截止。
这个控制电路可以根据需要来调整开关器件的导通时间，从而控制输出交流电压的幅值和频率。
总的来说，半桥逆变电路通过控制开关器件的导通和截止，以及配备的控制电路，实现了将直流电源转换为可控的交流电源的功能。
这种电路在许多应用中都具有重要的作用，比如在电力变换、电机驱动和太阳能逆变器等领域都有广泛的应用。
三相半桥逆变和全桥逆变介绍和参数对比
半桥逆变和全桥逆变的介绍一、典型的单相半桥电路图：•半桥逆变电路有两个桥臂，每个桥臂有 一个IGBT 模块和一个反并联二极管组成。
•在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，两个电容的联结点是直流电源的中点。
•负载联结在直流电源中点和两个 桥臂联结点之间。
对于三相半桥逆变，则由3套同样的 电路组合而成，每套电路的控制时序 不同。
二、典型的全桥逆变电路图：全桥逆变电路可看成由两个半桥电路组合而成，共4个桥臂， 桥臂1和4为一对，桥臂2和3为 另一对，成对桥臂同时导通， 两对交替各导通180°三相逆变全桥电路示意图如下：+ -RLa)U d i o u oV 1 V 2 VD 1VD 2U d 2U d2+-C R L U dV 1V 2V 3V 4VD 1VD 2VD 3VD 4u o i o半桥电路与全桥电路的区别如下：①半桥电路由一个臂就可以形成正/负半波，每个逆变模块和其他臂上的功率管不发生任何关系。
而全桥电路中是一个桥臂上的功率管和其它桥臂的功率模块同时导通，分时控制。
②半桥电路的输出本身就是具有中线的三相四线制结构，一般采用高频调制脉冲进行控制，不用加输出变压器。
而全桥电路必须有输出变压器。
③半桥电路需要正负两组电池，直流电压高，需要单独的充电器，否则充电能力不足，而全桥电路只需一组电池，整流器具备大功率的充电能力。
④半桥电路的每一组输出电压均需经过一个高频lc滤波器将脉宽调制波解调成正弦波，在解调过程中，每次谐波经电容器的低阻抗旁路到中线n，又由于三相输出电压在相位上互差120º，不能将高次谐波互相抵消，所以其中线n上具有不易消除的高次谐波。
全桥逆变器必然需要一个工频隔离变压器,其原边与电容构成低通滤波将脉宽调制波解调成正弦波，高次谐波不会传递到负载侧。
半桥逆变电路特点优点：简单，使用开关器件少，电路实现简单；缺点：输出交流电压幅值只有U d/2，直流侧需两电容器串联，工作时要注意两侧直流电压均衡，否则容易引起器件发生故障。
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。
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。
单相半桥逆变电路
目录摘要 (1)第一章系统方案设计及原理 (2)1.1、系统方案 (2)1.2、系统工作原理 (2)1.2.1、逆变电路的基本工作原理 (2)1.2.2、单相半桥阻感负载逆变电路 (3)1.2.3、单相半桥纯电阻负载逆变电路 (4)1.3、IGBT的结构特点和工作原理 (4)1.3.1、IGBT的结构特点 (4)1.3.2、IGBT对驱动电路的要求 (6)第二章硬件电路设计与参数计算 (7)2.1、系统硬件连接 (7)2.1.1、单相半桥无源逆变主电路如图下所示 (7)2.2、整流电路设计方案 (8)2.2.1、整流变压器的参数运算 (8)2.2.2、整流变压器元件选择 (9)2.2.3、整流电路保护元件的选用 (9)2.3、驱动电路设计方案........................................................................... 错误!未定义书签。
2.3.1、IGBT驱动器的基本驱动性能.............................................. 错误!未定义书签。
2.3.2、驱动电路................................................................................ 错误!未定义书签。
2.4、触发电路设计方案........................................................................... 错误!未定义书签。
第三章系统仿真.............................................................................................. 错误!未定义书签。
3.1、建立仿真模型................................................................................... 错误!未定义书签。
单相全桥和半桥无源逆变电路
单相全桥和半桥无源逆变电路学生姓名: 学号: 学院: 信息与通信工程学院专业: 自动化题目: MOSFET单相桥式无源逆变电路设计(纯电阻负载)指导教师: 职称:2011年12月31日中北大学课程设计任务书11/12 学年第一学期学院: 信息与通信工程学院专业: 自动化学生姓名: 学号: 课程设计题目: MOSFET单相桥式无源逆变电路设计(纯电阻负载) 起迄日期: 12月25日, 12月31日课程设计地点: 电气工程系实验中心指导教师:系主任:下达任务书日期: 2011年 12月 25 日课程设计任务书1(设计目的:1)培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
2)培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3)培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4)提高学生课程设计报告撰写水平。
2(设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等): 设计内容:1、设计一个MOSFET单相桥式无源逆变电路(纯电阻负载)设计要求:1)输入直流电压:U=100V; d2)输出功率:300W;3)输出电压波形:1KHz方波。
2、设计MOSFET单相半桥无源逆变电路(纯电阻负载)设计要求:1)输入直流电压:U=100V; d2)输出功率:300W;3)输出电压波形:1KHz方波。
3(设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计说明书、图纸、实物样品等〕:设计工作任务及工作量的要求:1)根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路和触发电路;2)用Multisim等软件制作主电路和控制电路原理图;3)撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理，完成元器件参数计算，元器件选型，说明控制电路的工作原理，用Multisim 或EWB等软件绘出主电路典型的输出波形(比较实际波形与理论波形)，绘出触发信号(驱动信号)波形，说明设计过程中遇到的问题和解决问题的方法，附参考资料。
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单相半桥型逆变电路原理 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
单相半桥型逆变电路原理
在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，两个电容的联结点是直流电源的中点。
半桥逆变电路有两个桥臂，每个桥臂有一个可控器件和一个反并联二极管组成。
负载联结在直流电源中点和两个桥臂联结点之间。
设开关器件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。
当负载为感性时，工作波形如图所示
t3时刻io 降为零时，VD2截止，V2开通，io 开始反向并逐渐增大。
+
-
a) U
VD
1
VD
2
t4时刻给V2关断信号，给V1开通信号，V2关断，VD1先导通续流，t5时刻V1才开通。
V1或V2通时，负载电流io 和电压uo 同方向，直流侧向负载提供能量
VD1或VD2通时，io 和uo 反向，负载电感中贮藏的能量向直流侧反馈
负载电感将其吸收的无功能量反馈回直流侧，反馈
回的能量暂时储存在直流侧电容器中，直流侧电容
器起着缓冲这种无功能量的作用。
可控器件是不具有门极可关断能力的晶闸管时，须附加强迫换流电路才能正常工作。
半桥逆变电路特点
优点 ： 简单，使用器件少 缺点 ： 输出交流电压幅值Um 仅为Ud/2，直流侧需两电容器串联，工作时要控制两个电容器电压均衡
半桥逆变电路常用于几kW 以下的小功率逆变电源 反馈二极管
续流二极管
是负载向直流侧反馈能量的通道 使负载电流连续。