IGBT单相桥式无源逆变仿真
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在阻感负载时，还可以采用移相的方式来调节逆变电路的输出电压，这种方 式称为移相调压。移相调压实际上就是调节输出电压脉冲的宽度。在单相桥式逆 变电路中，个 IGBT 的栅极信号仍为 180 度正偏，180 度反偏，并且 V1 和 V2 的 栅极信号互补，V3 和 V4 的栅极信号互补，但 V3 的基极信号不是比 V1 落后 180
图 2-7
6 本系统选择的仿真算法为 ode23tb，仿真 Start time 设为 0，Stop time 设为 0.08s。
三、仿真结果与分析
波形图分别代表输入电压波形、IGBT1.IGBT3 触发脉冲、IGBT2.IGBT4 触 发脉冲、负载输出波形上的电压。下列波形分别是延迟角 a 为 30、40、50 时的 波形变化。
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Simulink 仿真实验报告
Subsystem 参数设定如下：
IGBT1 增补的触发脉冲：
图 2-4
4 RLC 支路参数设定：
图 2-5
图 2-6
4
Simulink 仿真实验报告
5 示波器相关参数的设定：“Number of axes”设置为 4，“Time range” 设置为 auto，“Tick labels”设置为 bottom axis only，“sampling”设置为 Decimation1。
图 1-2.移向调压理论波形
二、单相桥式无源逆变电路（阻感性负载）建模
1）.单相桥式无源逆变电路（电阻性负载）仿真电路图如图 2-1.所示：
图 2-1.单相桥式无源逆变仿真电路图
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Simulink 仿真实验报告
2).仿真参数设定 1 IGBT 参数 Rn=0.001Ω，Lon=1e-6H，Vf=1V，Rs=1e5Ω，Cs=250e-6F； 负载参数 R=1Ω，L=1e-3H； 2 直流电压源参数 U=100V；
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度，而是只落后θ（0<θ<180).也就是说，V3、V4 的栅极信号不是分别和 V2、 V1 的栅极信号同相位，而是前移了 180-θ。这样，输出电压 u0 就不再是正负各 180 度的脉冲，而是正负各为θ的脉冲，由于输入为 DC100V，输出幅值也是 100V，θ=90°，则输出电压有效值为 50V。各 IGBT 的栅极信号 uG1～uG4 及输 出电压 u0、输出电流 i0 的波形如图 1-2.所示。
VT1 电压波形和 VT2 的互补，VT3 电压波形和 VT4 的互补，但 VT3 的基极信 号不是比 VT1 落后 180°，而是只落后 a。输出的电压波形不再是正负各为 180 °的脉冲，而是 90°的脉冲。由于没有电感，此时电压和电流的波形相同。
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1 当 a 为 30 时，波形图如图 3-1.所示：
图 3-1
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Simulink 仿真实验报告
2 当 a 为 40 时，波形图如图 3-2.所示：
图 3-2 3 当 a 为 50 时，波形图如图 3-3.所示：
图 3-3
四、实验结果分析
在接电阻负载时，采用移相的方式来调节逆变电路的输出电压。移相调压实 际上就是调节输出电压脉冲的宽度。通过对 2-4 触发脉冲的控制得到如图 3-1 和 3-2 的波形图，3-3 波形为输出电流电压的波形，由于没有电感负载，在波形 图中可看出，一个周期内的两个半个周期的输出电压值大小相等，幅值的正负相 反，则输出平均电压为 0。
V1 和 V2 栅极信号各半周正偏、半周反偏，互补。uo 为矩形波，幅值为 Um=Ud/2， io 波形随负载而异，感性负载时，图 2-3-b，V1 或 V2 通时，io 和 uo 同方向，直流 侧向负载提供能量，VD1 或 VD2 通时，io 和 uo 反向，电感中贮能向直流侧反馈，VD1、 VD2 称为反馈二极管，还使 io 连续，又称续流二极管。
图 1-1.电压型全桥无源逆变电路的电路图 2).IGBT 单相电压型全桥无源逆变电路工作原理
由于采用绝缘栅晶体管（IGBT）来设计,如图 2-2 的单相桥式电压型无源逆 变电路，此课程设计为阻感负载，故应将 RLC 负载中电容的值设为零。此电路由 两对桥臂组成，V1 和 V4 与 V2 和 V3 两对桥臂各导通 180 度。再加上采用了移相 调压法，所以 VT3 的基极信号落后于 VT1 的 90 度，VT4 的基极信号落后于 VT2 的 90 度。
Simulink 仿真实验报告
所属课程名称：计算机仿真 题目：单相桥式无源逆变电路建模与仿真 学院：电气与电子工程学院
日期：2014 年 4 月 30 日
Simulink 仿真实验报告
一、电路原理与工作原理
1）.IGBT 单相电压型全桥无源逆变电路原理分析
单相逆变电路主要采用桥式接法。它的电路结构主要由四个桥臂组成，其中每个桥臂都 有一个全控器件 IGBT 和一个反向并接的续流二极管，在直流侧并联有大电容而负载接在桥 臂之间。其中桥臂 1,4 为一对，桥臂 2，3 为一对。可以看成由两个半桥电路组合而成。其 基本电路连接图 1-1 如下所：
图 2-2 3 脉冲发生器触发信号 1、2 的振幅为 1V，周期为 0.02s（即频率为 50Hz）， 脉冲宽度为 a(可调节)。
图 2-3 同时封装两个触发脉冲，便于调节参数，从而得到不同的脉宽时的输出波形， 此外给 IGBT1 加上一个提前的触发脉冲，便于得到完整的输出波形，阶跃信号如 下图所示。
图 2-7
6 本系统选择的仿真算法为 ode23tb，仿真 Start time 设为 0，Stop time 设为 0.08s。
三、仿真结果与分析
波形图分别代表输入电压波形、IGBT1.IGBT3 触发脉冲、IGBT2.IGBT4 触 发脉冲、负载输出波形上的电压。下列波形分别是延迟角 a 为 30、40、50 时的 波形变化。
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Subsystem 参数设定如下：
IGBT1 增补的触发脉冲：
图 2-4
4 RLC 支路参数设定：
图 2-5
图 2-6
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5 示波器相关参数的设定：“Number of axes”设置为 4，“Time range” 设置为 auto，“Tick labels”设置为 bottom axis only，“sampling”设置为 Decimation1。
图 1-2.移向调压理论波形
二、单相桥式无源逆变电路（阻感性负载）建模
1）.单相桥式无源逆变电路（电阻性负载）仿真电路图如图 2-1.所示：
图 2-1.单相桥式无源逆变仿真电路图
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2).仿真参数设定 1 IGBT 参数 Rn=0.001Ω，Lon=1e-6H，Vf=1V，Rs=1e5Ω，Cs=250e-6F； 负载参数 R=1Ω，L=1e-3H； 2 直流电压源参数 U=100V；
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度，而是只落后θ（0<θ<180).也就是说，V3、V4 的栅极信号不是分别和 V2、 V1 的栅极信号同相位，而是前移了 180-θ。这样，输出电压 u0 就不再是正负各 180 度的脉冲，而是正负各为θ的脉冲，由于输入为 DC100V，输出幅值也是 100V，θ=90°，则输出电压有效值为 50V。各 IGBT 的栅极信号 uG1～uG4 及输 出电压 u0、输出电流 i0 的波形如图 1-2.所示。
VT1 电压波形和 VT2 的互补，VT3 电压波形和 VT4 的互补，但 VT3 的基极信 号不是比 VT1 落后 180°，而是只落后 a。输出的电压波形不再是正负各为 180 °的脉冲，而是 90°的脉冲。由于没有电感，此时电压和电流的波形相同。
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1 当 a 为 30 时，波形图如图 3-1.所示：
图 3-1
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2 当 a 为 40 时，波形图如图 3-2.所示：
图 3-2 3 当 a 为 50 时，波形图如图 3-3.所示：
图 3-3
四、实验结果分析
在接电阻负载时，采用移相的方式来调节逆变电路的输出电压。移相调压实 际上就是调节输出电压脉冲的宽度。通过对 2-4 触发脉冲的控制得到如图 3-1 和 3-2 的波形图，3-3 波形为输出电流电压的波形，由于没有电感负载，在波形 图中可看出，一个周期内的两个半个周期的输出电压值大小相等，幅值的正负相 反，则输出平均电压为 0。
V1 和 V2 栅极信号各半周正偏、半周反偏，互补。uo 为矩形波，幅值为 Um=Ud/2， io 波形随负载而异，感性负载时，图 2-3-b，V1 或 V2 通时，io 和 uo 同方向，直流 侧向负载提供能量，VD1 或 VD2 通时，io 和 uo 反向，电感中贮能向直流侧反馈，VD1、 VD2 称为反馈二极管，还使 io 连续，又称续流二极管。
图 1-1.电压型全桥无源逆变电路的电路图 2).IGBT 单相电压型全桥无源逆变电路工作原理
由于采用绝缘栅晶体管（IGBT）来设计,如图 2-2 的单相桥式电压型无源逆 变电路，此课程设计为阻感负载，故应将 RLC 负载中电容的值设为零。此电路由 两对桥臂组成，V1 和 V4 与 V2 和 V3 两对桥臂各导通 180 度。再加上采用了移相 调压法，所以 VT3 的基极信号落后于 VT1 的 90 度，VT4 的基极信号落后于 VT2 的 90 度。
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所属课程名称：计算机仿真 题目：单相桥式无源逆变电路建模与仿真 学院：电气与电子工程学院
日期：2014 年 4 月 30 日
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一、电路原理与工作原理
1）.IGBT 单相电压型全桥无源逆变电路原理分析
单相逆变电路主要采用桥式接法。它的电路结构主要由四个桥臂组成，其中每个桥臂都 有一个全控器件 IGBT 和一个反向并接的续流二极管，在直流侧并联有大电容而负载接在桥 臂之间。其中桥臂 1,4 为一对，桥臂 2，3 为一对。可以看成由两个半桥电路组合而成。其 基本电路连接图 1-1 如下所：
图 2-2 3 脉冲发生器触发信号 1、2 的振幅为 1V，周期为 0.02s（即频率为 50Hz）， 脉冲宽度为 a(可调节)。
图 2-3 同时封装两个触发脉冲，便于调节参数，从而得到不同的脉宽时的输出波形， 此外给 IGBT1 加上一个提前的触发脉冲，便于得到完整的输出波形，阶跃信号如 下图所示。