单相半桥逆变电路图,工作原理详解-KIA MOS管
单相半桥逆变电路
单相半桥逆变器的结构非常简单，由 2 个晶闸管 T1 和 T2 和 2 个反馈二极管 D1、D2组成的半桥逆变电路。
每个二极管和每个晶闸管和三线直流电源反并联，电源端提供平衡直流电压。
下面为该半桥逆变器的基本配置，负载为RL负载。
在单相逆变器中，我们可以使用其他功率半导体开关器件，如IGBT、功率MOS关等，不一定说一定是要晶闸管。
这里假设，每个晶闸管在其栅极信号存在期间导通，并在该信号移除时换向。晶闸管T1和晶闸管T2的门控信号分别为 ig1 和 ig2 。
负载RL连接在A点和B点之间。A点始终被视为相对于B点的+ve。如果电流沿着该方向流动，假设电流为+ve，类似地，如果电流从B流向A，则电流被视为－ve。
由于感性负载，输出电压波形与R负载相似，然而，输出电流波形于输出电压波形并不相似。
在RL负载输出的情况下，电流 I0 是时间的指数函数，输出电流滞后输出电压一个角度pin。
Φ = tan -1 (ωL/R)
单相电压型半桥逆变电路
单相电压型半桥逆变电路主要用于将直流电源转换为交流电源。
电路组成部分
直流输入电源：提供稳定的直流电压。
两个全控型开关器件：如IGBTQ（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半导体场效应管），用于控制电流的流向和开关状态。
负载：逆变电路的输出端所连接的电器设备。
电容器：在直流侧可能需要串联两个电容器，以提供稳定的直流电压，并控制两个电容器电压的均衡（某些设计中可能不包含此元件）。
工作原理
开关状态控制：通过控制两个全控型开关器件的通断，实现直流到交流的转换。当其中一个开关闭合时，直流电源的正极连接到交流负载上，同时负载上出现正向电压；当该开关断开时，负载上出现反向电压。两个开关交替工作，使得负载上的电流和电压形成类似正弦波的波形。
开关脉冲产生：当有源开关闭合时，有源开关端的电压为零，此时有源开关两端的电流在有源开关上形成了一个陡峭的脉冲，被称为开关脉冲。开关脉冲导致负载上的电流逐渐上升，同时负载的电压也逐渐增加。
无源开关作用：当有源开关断开时，负载的电流开始通过无源开关（如二极管），此时负载上的电压逐渐下降。由于无源开关的导通压降低于有源开关，因此负载电压下降的速度较快。
单相电压型半桥逆变电路优缺点
优点
（1）结构简单：单相电压型半桥逆变电路相较于其他类型的逆变电路，其结构较为简单，使用的器件相对较少。
（2）控制方便：通过控制有源开关（如功率MOSFET晶体管）和无源开关（如二极管）的通断，可以方便地实现直流到交流的转换。
缺点
（1）输出电压幅值限制：单相电压型半桥逆变电路的输出交流电压的幅值仅为直流输入电压的一半（即Um=Ud/2，其中Ud为直流输入电压），这在一定程度上限制了其应用范围。电容器电压均衡问题：直流侧需要两个电容器串联，工作时需要控制两个电容器电压的均衡，这增加了电路的复杂性和成本。
（2）变压器利用率较低：由于半桥电路的特性，其变压器的利用率相对较低，这可能导致能量的浪费。
（3）带感性负载能力差：单相电压型半桥逆变电路在带感性负载时，可能表现出较差的性能，因为感性负载会导致电流波形畸变，进而影响输出电压的质量。
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