单相全桥逆变电路原理
单相全桥无源逆变电路
无源逆变器的应用： 无源逆变器的应用 目前几乎所有的电力电子变换电路都包含有无源逆变电 路，是电力电子技术中的最核心部分。 1. 变频调速（交流电机驱动） 2. 感应加热 3. 隔离型开关电源 4. 高频直流焊机 5. 脉冲电源 6. 节能照明
4.2 无源逆变器的分类
电压型和电流型逆变器 单相和三相 半桥、全桥、推挽式 换流方式： 换流方式：在电力电子变换电路中，电流从一 个支路向另一个支路转移的过程称为换流。 1. 器件换流（全控型器件）； 2. 电网换流（有源逆变，晶闸管构成的AC－AC）； 3. 负载换流（谐振电路－－串联谐振和并联谐振）； 4. 强迫换流（半控器件＋辅助换流电路）。
调节不方便、谐波含量大，开关器件损耗小。 应用较少。
2. 脉冲移相（单脉冲方波逆变器）
调节方便、谐波含量大，开关器件损耗小。 应用较多。
3. PWM（pulse width modulation）调制
调节方便、谐波含量小，开关器件损耗较大。 应用领域最广泛（整流，逆变，直流变换，APF等）
逆变器输出频率的调节 改变逆变器开关器件的触发频率。
电压型单相全桥无源逆变电路
课件4
4.1 无源逆变电路
无源逆变电路： 无源逆变电路： 将直流电转换为频率、幅值可调的交流电，并直接供 给负载的逆变电路。 有源逆变电路： 有源逆变电路： 将直流电转换为交流电并馈送到交流电网的逆变电路。 区别和联系： 区别和联系：
1. 二者都是DC-AC电路； 2. 有源逆变电路的输出和电网的交流电有直接关系，即逆变器 的输出和电网电压同频同相；无源逆变的输出直接联接负载，和电 网电压无关。
4.3 电压型单相全桥无源逆变电路
电路结构
图1 电压型单相全桥无源逆变电路
单相全桥逆变电路原理
单相全桥逆变电路原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998单相全桥型逆变电路原理电压型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° 电压型全桥逆变电路输出电压uo 的波形和半桥 电路的波形uo 形状相同，也是矩型波，但幅值 高出一倍，Um=Ud输出电流io 波形和半桥电路的io 形状相同，幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间+-VD 3VD 4单相半桥电压型逆变电路工作波形全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的， 对电压波形进行定量分析将幅值为Uo 的矩形波 uo 展开成傅里叶级数，得其中基波幅值Uo1m 和基波有效值Uo1分别为上述公式对半桥逆变电路也适用，将式中的ud 换成Ud /2uo 为正负电压各为180°的脉冲时，要改变输出电压有效值只能通过改变输出直流电压Ud 来实现OONu o U - U m ioVD 1 VD2VD1VD 2采用移相方式调节逆变电路的输出电压t 1时刻前V 1和V 4导通，输出电压u o 为u dt 1时刻V 3和V 4栅极信号反向，V 4截止，因i o 不能突变，V 3不能立即导通，VD 3导通续流，因V 1和VD 3同时导通，所以输出电压为零各IGBT 栅极信号uG1~uG4及输出电压uo 、输出电流io 的波形u u u u u i o o 实际就是调节输出电压脉冲的宽度• 各IGBT 栅极信号为180°正偏，180°反偏，且V 1和V 2栅极信号互补，V 3和V 4栅极信号互补• V 3的基极信号不是比V 1落后180°，而是只落后 ( 0< <180°)• V 3、V 4的栅极信号分别比V 2、V 1的前移180°-•VD 3VD 4u u u u u i o o t 2时刻V 1和V 2栅极信号反向， V 1截止， V 2不能立即导通，VD 2导通续流，和VD 3构成电流通道，输出电压为-U d到负载电流过零开始反向， VD 2和VD 3截止， V 2和V 3开始导通， u o 仍为- U dt 3时刻V 3和V 4栅极信号再次反向， V 3截止， V 4不能立刻导通， VD 4导通续流， u o 再次为零 输出电压u o 的正负脉冲宽度各为θ ，改变θ ，可调节输出电压。
单相全桥逆变电路的工作原理
单相全桥逆变电路的工作原理1. 引言嘿，大家好！今天咱们来聊聊一个非常有趣的电路——单相全桥逆变电路。
听起来很高大上对吧？其实它在我们的生活中无处不在，比如说咱们的太阳能发电系统，还有一些小家电。
没错，这玩意儿可是个“神奇小子”，能把直流电（DC）转化为交流电（AC），就像变魔术一样，咱们快来看看它的工作原理吧！2. 基本原理2.1 单相全桥逆变电路的构成首先，单相全桥逆变电路的名字可能让你觉得复杂，但它的构成其实挺简单的。
这个电路主要有四个开关元件，通常是功率晶体管，比如MOSFET或者IGBT，就像四个小兄弟站在舞台上。
它们的工作就像跳舞一样，轮流开关，控制电流的方向。
然后呢，还有一个输出滤波器，负责把电流变得更平滑，别让它吵吵闹闹的，影响我们的家居生活。
2.2 工作过程接下来，咱们来聊聊它的工作过程。
这个电路的工作可以分为几个阶段。
在一个周期内，两个开关会交替打开，比如说第一个和第二个开关先一起打开，然后再换成第三个和第四个。
这个过程就像打乒乓球，电流在两个方向之间快速转换，从而实现了直流电向交流电的转变。
大家可能会想，这样转变的电流到底有什么用？其实啊，这样产生的交流电可以驱动各种电器，让它们欢快地工作。
3. 应用场景3.1 太阳能发电好啦，讲完了工作原理，咱们来看看单相全桥逆变电路的应用场景。
首先，太阳能发电是个大热门，大家都知道，太阳能电池板产生的电流是直流的，而我们日常使用的电器大多需要交流电。
这时候，逆变电路就派上用场了！它把太阳能转化的直流电变成交流电，让我们的家里满是阳光的味道，真是太赞了。
3.2 小家电其次，咱们的许多小家电，比如说电饭煲、微波炉等，都需要交流电来工作。
这个时候，逆变电路就像一位隐形的助手，默默地把直流电转化为交流电，保障了咱们的美好生活。
想象一下，如果没有它，咱们的饭可能就没法煮了，生活可就没那么方便了。
4. 小结总的来说，单相全桥逆变电路可真是个不可或缺的好帮手。
单相全桥逆变器的原理及其建模
单相全桥逆变器的原理及其建模
单相全桥逆变器是一种常见的电力电子设备，用于将直流电转
换为交流电。
其原理是利用四个功率晶体管（MOSFET或IGBT）或功
率二极管来控制电流的流向，从而产生交流输出。
在正半周，两个
功率晶体管导通，另外两个关断；在负半周，另外两个功率晶体管
导通，另外两个关断。
通过适当的控制，可以实现交流输出的波形
控制。
单相全桥逆变器的建模可以从电路和控制两个方面进行描述。
在电路方面，可以将逆变器建模为由功率开关和滤波电路组成的复
杂电路。
功率开关的导通和关断状态可以用数学方程表示，而滤波
电路则用于平滑输出电压波形。
在控制方面，逆变器的建模涉及到
控制策略的选择，比如PWM控制、调制索引控制等。
这些控制策略
可以通过数学模型来描述其工作原理和输出特性。
此外，建模过程还需要考虑到逆变器的损耗特性、输出电压和
电流的变化规律、稳定性分析等方面。
综合考虑电路、控制、损耗
和稳定性等因素，可以建立全面的单相全桥逆变器模型，用于仿真、分析和设计优化。
总的来说，单相全桥逆变器的原理是利用功率开关控制电流流向实现直流到交流的转换，建模则涉及到电路和控制两个方面的描述，需要综合考虑多种因素来建立全面的模型。
单相全桥逆变电路原理
单相全桥型逆变电路原理电压型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° 电压型全桥逆变电路输出电压uo 的波形和半桥 电路的波形uo 形状相同，也是矩型波，但幅值 高出一倍，Um=Ud输出电流io 波形和半桥电路的io 形状相同，幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间+-VD 3VD 4单相半桥电压型逆变电路工作波形全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的， 对电压波形进行定量分析将幅值为Uo 的矩形波 uo 展开成傅里叶级数，得其中基波幅值Uo1m 和基波有效值Uo1分别为上述公式对半桥逆变电路也适用，将式中的ud 换成Ud /2uo 为正负电压各为180°的脉冲时，要改变输出电压有效值只能通过改变输出直流电压Ud 来实现OONu o U - U m ioVD 1 VD2VD1VD 2采用移相方式调节逆变电路的输出电压t 1时刻前V 1和V 4导通，输出电压u o为u dt 1时刻V 3和V 4栅极信号反向，V 4截止，因i o 不能突变，V 3不能立即导通，VD 3导通续流，因V 1和VD 3同时导通，所以输出电压为零各IGBT 栅极信号uG1~uG4及输出电压uo 、输出电流io 的波形u u u u u i o o 实际就是调节输出电压脉冲的宽度• 各IGBT 栅极信号为180°正偏，180°反偏，且V 1和V 2栅极信号互补，V 3和V 4栅极信号互补• V 3的基极信号不是比V 1落后180°，而是只落后 ( 0< <180°)• V 3、V 4的栅极信号分别比V 2、V 1的前移180°-•VD 3VD 4u u u u u i o o t 2时刻V 1和V 2栅极信号反向， V 1截止， V 2不能立即导通，VD 2导通续流，和VD 3构成电流通道，输出电压为-U d到负载电流过零开始反向， VD 2和VD 3截止， V 2和V 3开始导通， u o 仍为- U dt 3时刻V 3和V 4栅极信号再次反向， V 3截止， V 4不能立刻导通， VD 4导通续流， u o 再次为零 输出电压u o 的正负脉冲宽度各为θ ，改变θ ，可调节输出电压。
单相全桥逆变电路原理
单相全桥型逆变电路原理电压型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° ,电压型全桥逆变电路输出电压uo 的波形和半桥电路的波形uo 形状相同，也是矩型波，但幅值 高出一倍，Um=Ud输出电流io 波形和半桥电路的io 形状相同，幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间+-U VD 3VD 4单相半桥电压型逆变电路工作波形￥全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的，对电压波形进行定量分析将幅值为Uo 的矩形波 uo 展开成傅里叶级数，得其中基波幅值Uo1m 和基波有效值Uo1分别为上述公式对半桥逆变电路也适用，将式中的ud 换成Ud /2ddo1m 27.14U U U ==πdd1o 9.022U U U ==πO OONu o U - U m io《VD1VD 2VD1VD2⎪⎭⎫ ⎝⎛+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d ouo 为正负电压各为180°的脉冲时，要改变输出电压有效值只能通过改变输出直流电压Ud 来实现/t 1时刻前V 1和V 4导通，输出电压u o 为u dt 1时刻V 3和V 4栅极信号反向，V 4截止，因i o 不能突变，V 3不能立即导通，VD 3导通续流，因V 1和VD 3同时导通，所以输出电压为零各IGBT 栅极信号uG1~uG4及输出电压uo 、输出电流io 的波形u u u u u i o o °正偏，12补，V 3和V 4栅极信号互补• V 3的基极信号不是比V 1落后180°，而是只落后( 0<<180°)• V 3、V 4的栅极信号分别比V 2、V 1VD 3VD 4u u u u u i o o t 2时刻V 1和V 2栅极信号反向， V 1截止， V 2不能立即导通，VD 2导通续流，和VD 3构成电流通道，输出电压为-U d到负载电流过零开始反向， VD 2和VD 3截止， V 2和V 3开始导通， u o 仍为- U du u u u u i o o t 3时刻V 3和V 4栅极信号再次反向， V 3截止， V 4不能立刻导通， VD 4导通续流， u o 再次为零 输出电压u o 的正负脉冲宽度各为θ ，改变θ ，可调节输出电压。
单相全桥逆变电路输出电压有效值
单相全桥逆变电路输出电压有效值1. 介绍在现代电力系统中，逆变电路是一种重要的电力转换器，它可以将直流电转换为交流电。
单相全桥逆变电路是其中一种常用的逆变电路，它具有输出电压稳定、波形纯净等优点，被广泛应用于家用电器、工业控制以及电力系统中。
本文将详细介绍单相全桥逆变电路的工作原理、输出电压的计算方法以及影响输出电压的因素。
2. 工作原理单相全桥逆变电路由四个晶闸管和四个二极管组成，如下图所示：+-----------------+| |DC +---+---+---+---+---+---+| | | | | || | | | | || | | | | |+---+---+---+---+---+| | | | | || | | | | || | | | | |+---+---+---+---+---+| || |+-+---+---+---+---+--- AC| | | | || | | | || | | | |+---+---+---+---+当输入直流电源的正极连接到左上角的节点，负极连接到右上角的节点时，电路开始工作。
通过控制晶闸管的导通和截止，可以实现电路的开关操作。
当晶闸管导通时，电流从直流电源经过晶闸管流向交流负载；当晶闸管截止时，电流通过二极管流向交流负载。
通过不断地交替导通和截止，可以实现将直流电源转换为交流电源。
3. 输出电压的计算方法输出电压的有效值是衡量逆变电路性能的重要指标之一。
在单相全桥逆变电路中，输出电压的有效值可以通过以下公式计算：V out_rms=V √2其中，V out_rms表示输出电压的有效值，V dc表示直流输入电压。
由于输出电压是交流电压，其波形呈正弦波形。
因此，通过计算输出电压的有效值，可以获得其幅值。
4. 影响输出电压的因素单相全桥逆变电路的输出电压受到多种因素的影响。
以下是一些常见的影响因素：4.1 直流输入电压直流输入电压是影响输出电压的主要因素之一。
(完整word版)单相全桥逆变电路原理
单相全桥型逆变电路原理电压型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° 电压型全桥逆变电路输出电压uo 的波形和半桥 电路的波形uo 形状相同，也是矩型波，但幅值 高出一倍，Um=Ud输出电流io 波形和半桥电路的io 形状相同，幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间+-VD 3VD 4单相半桥电压型逆变电路工作波形全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的， 对电压波形进行定量分析将幅值为Uo 的矩形波 uo 展开成傅里叶级数，得其中基波幅值Uo1m 和基波有效值Uo1分别为上述公式对半桥逆变电路也适用，将式中的ud 换成Ud /2ddo1m 27.14U U U ==πdd1o 9.022U U U ==πOONu o U - U m ioVD 1 VD2VD1VD 2⎪⎭⎫⎝⎛+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d ouo 为正负电压各为180°的脉冲时，要改变输出电压有效值只能通过改变输出直流电压Ud 来实现t 1时刻前V 1和V 4导通，输出电压u o为u dt 1时刻V 3和V 4栅极信号反向，V 4截止，因i o 不能突变，V 3不能立即导通，VD 3导通续流，因V 1和VD 3同时导通，所以输出电压为零各IGBT 栅极信号uG1~uG4及输出电压uo 、输出电流io 的波形u u u u i o u o 实际就是调节输出电压脉冲的宽度• 各IGBT 栅极信号为180°正偏，180°反偏，且V 1和V 2栅极信号互补，V 3和V 4栅极信号互补• V 3的基极信号不是比V 1落后180°，而是只落后θ ( 0<θ <180°)• V 3、V 4的栅极信号分别比V 2、V 1VD 3VD 4采用移相方式调节逆变电路的输出电压u u u u i o u o t 2时刻V 1和V 2栅极信号反向， V 1截止， V 2不能立即导通，VD 2导通续流，和VD 3构成电流通道，输出电压为-U d到负载电流过零开始反向， VD 2和VD 3截止， V 2和V 3开始导通， u o 仍为- U du u u u i o u o t 3时刻V 3和V 4栅极信号再次反向， V 3截止， V 4不能立刻导通， VD 4导通续流， u o 再次为零 输出电压u o 的正负脉冲宽度各为θ ，改变θ ，可调节输出电压。
单相全桥逆变电器实验报告
单相全桥逆变电器实验报告一、实验目标本次实验的主要目标是了解单相全桥逆变电器的原理、结构及工作特性，通过实验掌握逆变电器的运行规律，理解其在能源转换中的作用，为进一步研究逆变电源提供实践基础。
二、实验原理单相全桥逆变电器是一种将直流电能转换为交流电能的电力电子装置。
其基本工作原理是利用半导体开关器件（如晶体管、可控硅等）的开关特性，将直流电源的电能转换为高频交流电能，再通过变压器耦合升压或降压，最终输出所需电压和频率的交流电。
三、实验步骤1. 搭建单相全桥逆变电器实验平台，包括直流电源、全桥逆变电路、输出变压器、电压电流测量仪器等。
2. 设定直流电源的电压和电流值，开启电源，观察全桥逆变电路的工作状态。
3. 使用示波器观察全桥逆变电路的输出波形，理解其工作原理。
4. 调整直流电源的电压和电流值，观察全桥逆变电路输出电压和电流的变化情况，理解逆变电器的电压和电流调节特性。
5. 改变输出变压器的匝数比，观察输出电压和电流的变化情况，理解变压器的变压原理及匝数比对输出电压的影响。
6. 记录实验数据，整理实验结果，分析误差来源，得出实验结论。
四、实验结果及分析根据实验数据，绘制了全桥逆变电路的输出波形图、电压电流调节特性曲线、变压器匝数比与输出电压关系曲线等。
通过分析这些图表，可以得出以下结论：1. 全桥逆变电路能够将直流电能转换为交流电能，输出波形稳定，具有良好的电压和电流调节特性。
2. 变压器匝数比的改变可以调节输出电压的大小，实现电压的变换和匹配。
3. 实验过程中存在一定的误差，主要来源于测量仪器的精度误差和操作误差。
通过对误差的分析，可以进一步提高实验的准确性和可靠性。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了单相全桥逆变电器的工作原理和特性，掌握了其运行规律。
实验结果验证了逆变电器的电压和电流调节特性以及变压器匝数比对输出电压的影响。
同时，实验过程中也暴露出了一些问题和不足之处，需要我们在后续的研究中进行改进和完善。
单相全桥逆变电路移相调压方式的工作原理
单相全桥逆变电路移相调压方式的工作原理好嘞，今天我们来聊聊单相全桥逆变电路移相调压方式，听起来是不是有点高大上？别担心，我会尽量把它说得简单易懂，咱们就像聊天一样，轻松点。
什么是单相全桥逆变电路呢？简单说，它就像是一个电能的变换器，把直流电转换成交流电。
这种设备在生活中可常见了，比如说你家里的太阳能发电系统就可能用到它。
想象一下，咱们用的电器大部分都需要交流电，如果没有这种逆变电，咱们的电器可就无法正常工作了。
这个“移相调压”又是什么鬼？好比是你跟朋友约会，提前沟通好时间。
电流的相位就像约会的时间，想要调整就得移一下。
移相调压就是通过改变电流的相位来控制输出电压。
换句话说，咱们可以“调音”，让电压高点、低点，随心所欲。
这样一来，电器用起来更加得心应手，不用担心电压不稳，坏了电器，钱又得花。
这玩意儿的工作原理其实也挺有趣的。
想象一下，咱们把逆变器看作一个调音师。
它把直流电的“音符”变成了交流电的“旋律”。
怎么做到的呢？这就需要它里的四个开关管像乐队成员一样，配合得当。
这四个开关可以两两交替打开，形成不同的电流路径，嘿，这可真是技术活。
开关打开的时候，电流就像小溪一样流动，关掉的时候，溪水又停了。
通过这种方式，逆变器可以把直流电“转”成交流电，简直就是电流界的魔术师。
而移相调压就是在这个过程中加入了一些小技巧，调调节节，把电压弄得高一些或者低一些。
比如说你想让电器更亮，输出电压调高点，嘿，灯泡就亮了；反之，要是你觉得太亮了，那就调低一点，瞬间变得柔和。
这种灵活性可真是让人爱不释手。
这种调压方式的效率也相当不错。
现代的逆变器设计得越来越精妙，减少了能量损耗，就像是给你的钱包省钱。
你想，少花点电费，更多的钱可以用来买你喜欢的东西，何乐而不为呢？再说，单相全桥逆变电路的优点可不少。
它的结构简单，容易维护。
这就像你买了一台简单的咖啡机，使用起来毫不费力，坏了也容易修。
再加上它的成本相对较低，能给很多小型企业或家庭带来便利。
电压型单相全桥逆变电路
电压型单相全桥逆变电路(1) 介绍单相全桥逆变电路，也称为半桥逆变电路，是一种基于一个正弦波源和一种特定的桥接结构，以及装有晶体管或管器的电路，用来将电动机或机器的交流电源驱动至输出。
该电路通过控制其中的电流，可以改变功率、频率、电压这些特征。
(2) 电路原理单相全桥逆变电路具有一个正弦波源和一种特定的桥接结构。
该桥接结构是由4 个MOSFET晶体管或管器组成的，它们可以在30°的激励周期内在正常工作时交替开启，这将会使输出的单相桥路上的电压发生切换，因此可以得到一个正弦波脉冲输出，从而能够驱动负载的电机。
(3) 优点1. 单相全桥逆变电路具有低成本、易于维护以及精度高的优点，能够根据需要快速调节输出电压，可以超调电压使功率达到最高；2. 此类电路可以存储有限的能量，在整个操作中基本没有损失；3. 其具有灵敏控制功能，可以有效控制输入电压频率和电压；4. 它可以允许电压和电流在负载范围内自由切换，可以在有限的时间内进行快速调整；5. 此类电路结构简单，对交叉导体的影响小，能够有效抗干扰。
1. 单相全桥逆变电路的控制精度不是很高，受到电源供应和负载的影响较大；2. 结构复杂，由于其中使用的介质晶体管的开关特性，在工作过程中有时会发生失控现象；3. 高压噪声也会影响电路性能；4. 高压及电压脉宽比较窄，且控制精度不如高压直流调节电路高。
(5) 结论单相全桥逆变电路相对于传统单相变换电路，友好的结构，低成本，易于维护以及高能量转换效率的优点在很多应用中备受青睐。
但其较窄的脉冲宽度和较低的控制精度也被忽视不计。
因此，对于不同的应用，要充分考虑单相全桥逆变电路的优点和缺点，以便选择最合适的解决方案。
全桥逆变电路原理详解
全桥逆变电路原理详解
单相逆变不间断（电源）设计电路中的全桥逆变电路部分。
它是由两个IR2101驱动和4个MOS管构成的全桥逆变电路。
提问：IR2101不是半桥（驱动芯片）吗？没错，的确是半桥驱动芯片，和IR2104一样的，常被用在三相逆变电路中做三个半桥驱动逆变电路来生成三相波。
那组成全桥逆变电路又是什么原理呢。
我们首先来看一下IR2101的常用连接电路和内部电路。
看这些可能看不明白，结合内部电路和我们的设计电路来一起看就会清楚很多。
我们都知道MOS管需要高电平导通工作（大概15V±5V左右）。
本设计电路中，D3和C5会和负载共同构成一个常见的Boost 升压电路，会在（芯片）8脚（也就是VB脚）上产生一个较高的电压，从而成功驱动MOS管开闭。
C5升压就需要IR2101先开通低端MOS管（Q5），来给C5充电，然后再开高端MOS管（Q6）；如果上桥需要保持一个比较长的时间则需要重复充电的动作来保证VB脚的电位不会低于一个较高的电位（高于1脚电压10V左右）
电压型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3和6为一对,桥臂4和5为另一对,成对桥臂同时导通,两对交替各导通180°半桥恒导通，即Q3和Q6恒导通，这样上管Q3的源极电位就变成了VCC，而栅级必须比源级高10V～20V才能保持Q3的DS导通，否则MOS管会进入线性区开始发热。
驱动IR2101的5脚和7脚是互补输出，一个是高电平输出，另一个就是低电平输出，这也确保了导通的上桥升压（电容）充电正常。
单相全桥逆变器电路图 单相桥式逆变器的工作原理和波形图详解
单相全桥逆变器电路图单相桥式逆变器的工作原理和波形图详解
一、单相全桥（逆变器）是什么?
单相全桥逆变器基本上是电压源逆变器，单相全桥逆变器的（电源电路）图下图所示。
为了简单，没有标出SCR触发电路和换向电路。
单相全桥逆变器采用2线直流（电源）、4个续流（二极管）和4个（可控硅）。
T1和可T2同时导通，其频率为f=1/T。
同样，T3 和T4同时开启。
(T1和T2 ）和（T3和T4）的相位差有180℃。
单相全桥逆变器
二、单相全桥逆变器电路工作原理
单相全桥逆变器的工作分为4种模式：模式℃：(t1
模式℃（t1
模式II (T/2
模式III（t2
三、单相全桥逆变波形
这里S1、S2、S3、S4也就是T1、T2、T3、T4。
1、当负载为：负载为R、L、RL
1）纯（电感负载）L 负载：
电流Io 关于t 轴对称，因此直流分量= 0，并且电流从最小峰值电流(-Ip) 到最大峰值电流(+Ip) 呈线性。
在这种情况下：D1 和D2在0
负载为R、L、RL
2、当负载为纯阻性负载
输出电压（U0）和输出电流（I0）波形如下：
Ig1和Ig2为门脉冲，用于接通S1、S2和S3、S4。
对于阻性负载，在0
负载为纯阻性负载
3、任何负载的输出电压（U0）波形
负载的输出电压（U0）波形
对于任何类型的负载，输出电压波形将保持相同，但电流波形取决于负载的性质。
输出电压波形是半波对称的，因此不存在所有偶次谐波。
四、单相全桥逆变优点
电路中无电压波动
适合高输入电压
高效节能
功率器件的额定电流等于负载电流。
实验51-DC-AC SPWM单相全桥逆变电路设计及研究
实验五十一DC/AC SPWM单相全桥逆变电路设计及研究（信号与系统—自动控制理论—检测技术－电力电子学综合实验）一、实验原理SPWM单相全桥逆变电路的主要工作原理是依靠四个开关管的通、断状态配合，利用冲量等效原理，采用正弦脉宽调制（SPWM）策略将输入的直流电压变换成正弦波电压输出。
SPWM的调制原理是通过对每个周期内输出的脉冲个数和每个脉冲宽度来调节逆变器输出电压的频率和幅值。
要使输出的电压波形接近标准的正弦波，就要尽量保证SPWM电压波在每一时间段都与该时段中正弦电压等效。
除要求每一时间段的面积相等外，每个时间段的电压脉冲宽度还必须很窄，这就需要在一个正弦波形内脉冲的数量很多。
脉波数量越多，不连续的按正弦规律改变宽度的多脉冲电压就越等效于正弦电压。
目前，在电力电子控制技术中，SPWM技术应用极为广泛，SPWM波形的形成一般有自然采样法、规则采样法等等。
前者主要用于模拟控制中，后者适用数字控制。
本实验采用的是DSP控制的单相全桥逆变电路，采用对称规则采样法。
对称规则采样的基本思想是使SPWM波的每个脉冲均以三角载波中心线为轴线对称，因此在每个载波周期内只需一个采样点就可确定两个开关切换点时刻。
具体算法是过三角波的对称轴与正弦波的交点，做平行于时间轴的平行线，该平行线与三角波的两个腰的交点作为SPWM波“开通”和“关断”的时刻。
由于在每个三角载波周期中只需要进行一次采样，因此使得计算公式得到简化，并且可以根据脉宽计算公式实时计算出SPWM波的脉宽时间，可以实现数字化控制。
图51-1 对称规则采样法生成SPWM波根据相似三角形定理，可以分析出图1对称规则采样法生成的SPWM波脉宽时间T n为：()21sin n n T T MN Nπ−= (51-1) 式中，M 为调制度，T 为正弦调制波周期，N 为载波比。
本实验中程序采用DSP 控制方式，载波频率固定为10KHZ ，调制波频率为50HZ 频率。
电压型单相全桥逆变电路
1.引言逆变电路所谓逆变，就是与整流相反，把直流电转换成某一固定频率或可变频率的交流电(DC/AC)的过程。
当把转换后的交流电直接回送电网，即交流侧接入交流电源时，称为有源逆变；而当把转换后的交流电直接供给负载时，则称为无源逆变。
通常所讲的逆变电路，若不加说明，一般都是指无源逆变电路。
1. 电压型逆变器的原理图当开关S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压u o为正；当开关S1、S4断开，S2、S3闭合时，u o为负，如此交替进行下去，就在负载上得到了由直流电变换的交流电，u o的波形如图7.4(b)所示。
输出交流电的频率与两组开关的切换频率成正比。
这样就实现了直流电到交流电的逆变。
2. 电压型单相全桥逆变电路它共有4个桥臂，可以看成由两个半桥电路组合而成。
两对桥臂交替导通180°。
输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。
改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压U d来实现。
输出电压定量分析u o成傅里叶级数基波幅值基波有效值⎪⎭⎫⎝⎛+++=tttUuωωωπ5sin513sin31sin4doddo1m27.14UUU==πdd1o9.022UUU==π当u o为正负各180°时，要改变输出电压有效值只能改变U d来实现可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，称为移相调压。
各栅极信号为180º正偏，180º反偏，且T1和T2互补，T3和T4互补关系不变。
T3的基极信号只比T1落后q ( 0<q <180º)，T3、T4的栅极信号分别比T2、T1的前移180º-q，uo成为正负各为q 的脉冲，改变q 即可调节输出电压有效值。
3MATLAB 仿真Simulink组建电路模型及实验结果电压型全桥逆变电路结构图：阻感性质下的仿真：T1 T4的脉冲信号：T2 T3的脉冲信号：带电阻情况下Ia Vab 波形电感负载下的Ia波形Vab波形阻感负载时RL负载电流波形输入电流Id的波形分析：在直流电源电压Vd一定时，输出电压的基波大小不可控，且输出电压中谐波频率低、数值大，直流电源电流Id脉动频率低且脉动数值大。
单相全桥逆变电路工作原理
单相全桥逆变电路工作原理单相全桥逆变电路是一种常用的电力变换装置，其主要用途是将直流电转换为交流电。
其工作原理是通过四个开关管将直流电进行切割和逆向变换，最终得到一定电压和频率的交流输出。
下面将从工作原理、电路构成、优缺点和应用领域等方面详细阐述单相全桥逆变电路。
一、工作原理单相全桥逆变电路由四个开关管（晶闸管或MOSFET）组成，与一台变压器一起工作。
当1、2交流电源正负极向变压器输入直流电压时，S1和S4开启，S2和S3关闭。
这时，直流电源会通过变压器的一端进入，而另一端则会输出负电压，这样输出端就获得了一种交流电压。
然后，当1、2交流电源正负极的电压变为相反时，S2和S3打开，S1和S4关闭，这样直流电压就会反向通过变压器，输出端就依然能够获得一种交流电压。
两次的输出发生的相位差为180度，即输出的正弦波形左右当中的各一半，从而实现了逆变电路的工作。
二、电路构成单相全桥逆变电路的电路构成简单，主要由直流电源、四个开关管和变压器组成。
其中直流电源的电压和电流都需要进行选定和计算，开关管的类型和参数也需要进行选择和配合，变压器的参数也需要充分考虑和计算。
其中，开关管就是单向导电的器件，分为输入端和输出端，控制端与两个端口相连，当接收到控制信号时，控制端就开启器件，这样开关管就导通了。
在单相全桥逆变电路中，由于一次侧变压器中心点与输出端相连，所以开关管的控制信号需要进行相互协调，以保证逆变电路的正常工作。
三、优缺点单相全桥逆变电路也有其自身的优缺点。
其优点在于逆变电路稳定性高、输出电压频率可控、输出精度较高、效率高等，还能够实现交流电的变换、整流、调节及保护等多种功能。
而缺点在于电路构造较为复杂、噪声等环境干扰较大、器件选配精度较高等。
四、应用领域单相全桥逆变电路在现代工业生产中得到广泛应用，如电子、电力、通讯、光学、机械、石油化工等行业。
其中在工业控制领域，逆变电路可被应用于电机启动、转速控制、液压泵站控制、机床等方面。
完整word版单相全桥逆变电路原理
单相全桥型逆变电路原理+VD3VD4-电压型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°电压型全桥逆变电路输出电压uo的波形和半桥电路的波形uo形状相同，也是矩型波，但幅值高出一倍，Um=Ud输出电流io波形和半桥电路的io形状相同，幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间．uo U m U-m i o O ON VDVDVDVD2211单相半桥电压型逆变电路工作波形全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的，对电压波形进行定量分析将幅值为Uo的矩形波 uo展开成傅里叶级数，得U411?????d sin5?sint?sin3tt?u???o?53?? Uo1分别为和基波有效值其中基波幅值Uo1m U4d U.27?U?1 do1m?U22d U9??0U.do1?Ud /2换成ud上述公式对半桥逆变电路也适用，将式中的．要改变输出电压有效值只能通过改变输出直°的脉冲时，uo为正负电压各为180 来实现流电压Ud采用移相方式调节逆变电路的输出电压?实际就是调节输出电压脉冲的宽度°正偏，180各IGBT栅极信号为栅极信号互V°反偏，且V和18021+?o C V U后落比V极信号不VV栅极信号互补V和V补，3143VDVD31iLR是的基13d uV o2VDVD?0<( 是只落后180°，而42V4-??)<180°?V VV、、V的栅极信号分别比1342IGBT栅极信号uG1~uG4及输出电压uo各、输出电流io的波形t u u导通，输出电压和V时刻前Vo411G1O t为u u dt时刻V和V栅极信号反向，V截u?4143G3O t u不能立即导V不能突变，G2O t止，因i3o G4O t u同和VD导通续流，因通，VDVu331o ii o t oo3Ot时导通，所以输出电压为零t t21uG1截止，栅极信号反向，V时刻tV和V1122O t u VVD和不能立即导通，VD导通续流，G2322Ou U-构成电流通道，输出电压为d u VD和VD到负载电流过零开始反向，32 - U u仍为开始导通，截止，V和V u d23ou o ii o t oo3Ott t21t和时刻VV栅极信号再次反向，u433G1O t VVD不能立刻导通，截止，V443u G2O t导通续流，u再次为零o u G3O t的正负脉冲宽度各u输出电压o u G4O，可调节输出电，改变θ为θt u u o ii o t oo压3Ott t21。
单相全桥逆变电路原理
单相全桥逆变电路原理单相全桥逆变电路的原理基于桥式整流电路的基本结构，它由四个开关管和一组负载组成。
其中两个开关管位于直流电源的正负极之间，分别称为上桥臂和下桥臂；另外两个开关管位于负载的正负两端，分别称为左桥臂和右桥臂。
根据控制开关管的导通和断开状态，可以确定电流的流向，从而实现逆变功能。
在正半周期中，上桥臂的开关管（Q1）闭合，下桥臂的开关管（Q2）断开。
此时，电流从正极流向负极，经过左桥臂、负载和右桥臂，形成一个回路。
由于右桥臂的开关管（Q4）闭合，左桥臂的开关管（Q3）断开，电流只能通过负载。
因此，负载上的电压为正。
在负半周期中，上桥臂的开关管（Q1）断开，下桥臂的开关管（Q2）闭合。
此时，电流从负极流向正极，经过右桥臂、负载和左桥臂，形成一个回路。
由于左桥臂的开关管（Q3）闭合，右桥臂的开关管（Q4）断开，电流只能通过负载。
因此，负载上的电压为负。
通过改变开关管的导通和断开状态，可以控制上述两个半周期的开关时间比例，从而改变输出的交流电压的幅值和频率。
具体来说，如果正半周期的开关时间比例较大，负半周期的开关时间比例较小，那么输出的交流电压的幅值将较大；反之，则输出的交流电压的幅值将较小。
同样地，通过改变开关时间比例，可以改变输出的交流电压的频率。
1.在正半周期中，上桥臂的开关管（Q1）闭合，下桥臂的开关管（Q2）断开，电流从正极流向负极，经过负载。
2.在负半周期中，上桥臂的开关管（Q1）断开，下桥臂的开关管（Q2）闭合，电流从负极流向正极，经过负载。
3.通过改变开关管的导通和断开状态，可以控制输出的交流电压的幅值和频率。
单相全桥逆变电路具有高效率、输出波形质量好、容量大等优点。
它广泛应用于工业控制、电力电子、电力变换、电力输配等领域。
在逆变器、变频器、电动机驱动器等系统中发挥着重要作用。
通过对其原理的深入理解，可以更加灵活地设计和控制逆变电路，提高电能的使用效率和质量。
H桥驱动原理
基本概念H桥（H-Bridge), ，即全桥（因外形与H相似故得名），常用于逆变器（DC-AC转换，即直流变交流）。
通过开关的开合，将直流电（来自电池等）逆变为某个频率或可变频率的交流电，用于驱动交流电机（异步电机等）。
工作原理H桥逆变（单相）如右图所示单相桥式逆变电路工作原理开关T1、T4闭合，T2、T3断开：u0=Ud；开关T1、T4断开，T2、T3闭合：u0=－Ud; 当以频率fS交替切换开关T1、T4和T2 、T3 时，则在负载电阻R上获得交变电压波形（正负交替的方波），其周期Ts=1/fS，这样，就将直流电压E变成了交流电压uo。
uo含有各次谐波，如果想得到正弦波电压，则可通过滤波器滤波获得。
主电路开关T1~T4，它实际是各种半导体开关器件的一种理想模型。
逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管、可关断晶闸管（GTO）、功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅晶体管（IGBT）。
在实际运用中，开关器件存在损耗：导通损耗（conduction losses) 和换相损耗(commutation losses) 和门极损耗(gate losses)。
其中门极损耗极小可忽略不计，而导通损耗和换相损耗随着开关频率的增加而增加。
2控制方式编辑H桥的控制主要分为近似方波控制和脉冲宽度调制（PWM）和级联多电平控制。
近似方波控制即quasi-square-wave-control, 输出波形比正负交替方波多了一个零电平（3-level），谐波大为减少。
优点是开关频率较低，缺点是谐波成分高，需要滤波器的成本大。
脉冲宽度调制即Pulse width modulation,分为单极性和双极性pwm. 随着开关频率的升高，输出电压电流波形趋于正弦，谐波成分减小，但是高开关频率带来一系列问题：开关损耗大，电机绝缘压力大，发热等等。
多电平即multi-level inverter，采用级联H桥的方式，使得在同等开关频率下谐波失真降到最小，甚至不需要用滤波器，获得良好的近似正弦输出波形。
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单相全桥型逆变电路原理
电压型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° 电压型全桥逆变电路输出电压uo 的波形和半桥 电路的波形uo 形状相同，也是矩型波，但幅值 高出一倍，Um=Ud
输出电流io 波形和半桥电路的io 形状相同，幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间
+
-
VD 3
VD 4
单相半桥电压型逆变电路工作波形
全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的， 对电压波形进行定量分析将幅值为Uo 的矩形波 uo 展开成傅里叶级数，得
其中基波幅值Uo1m 和基波有效值Uo1分别为
上述公式对半桥逆变电路也适用，将式中的ud 换成Ud /2
d
d
o1m 27.14U U U ==
π
d
d
1o 9.022U U U ==
π
O
ON
u o U - U m i
o
VD 1 VD
2
VD
1
VD 2
⎪⎭
⎫
⎝⎛+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d o
uo 为正负电压各为180°的脉冲时，要改变输出电压有效值只能通过改变输出直流电压Ud 来实现
t 1时刻前V 1和V 4导通，输出电压u o
为u d
t 1时刻V 3和V 4栅极信号反向，V 4截止，因i o 不能突变，V 3不能立即导通，VD 3导通续流，因V 1和VD 3同时导通，所以输出电压为零
各
IGBT 栅极信号uG1~uG4及输出电压uo 、输出电流io 的波形
u u u u i o u o 实际就是调节输出电压脉冲的宽度
• 各IGBT 栅极信号为180°正偏，
180°反偏，且V 1和V 2栅极信号互补，V 3和V 4栅极信号互补
• V 3的基极信号不是比V 1落后
180°，而是只落后θ ( 0<
θ <180°)
• V 3、V 4的栅极信号分别比V 2、V 1
VD 3
VD 4
采用移相方式调节逆变电路的输出电压
u u u u i o u o t 2时刻V 1和V 2栅极信号反向， V 1截止， V 2不能立即导通，VD 2导通续流，和VD 3
构成电流通道，输出电压为-U d
到负载电流过零开始反向， VD 2和VD 3截止， V 2和V 3开始导通， u o 仍为- U d
u u u u i o u o t 3时刻V 3和V 4栅极信号再次反向， V 3截止， V 4不能立刻导通， VD 4导通续流， u o 再次为零 输出电压u o 的正负脉冲宽度各为θ ，改变θ ，可调节输出电压。