在電力電子領(lǐng)域，單相電壓源逆變器扮演著重要的角色。它們能夠?qū)⒅绷?a target="_blank">電源轉(zhuǎn)換為交流電源，廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備中。本文將重點(diǎn)介紹三種單相電壓源逆變器：推挽式逆變電路、半橋式逆變電路和單相全橋式逆變電路，并分別分析其工作原理和特點(diǎn)。

推挽式逆變電路

推挽式逆變電路

工作原理

推挽式逆變電路由兩只共負(fù)極的功率開(kāi)關(guān)元件和一個(gè)初級(jí)帶有中心抽頭的升壓變壓器組成。當(dāng)VT1導(dǎo)通，VT2截止時(shí)，變壓器輸出端感應(yīng)出正電壓；當(dāng)VT2導(dǎo)通，VT1截止時(shí)，同樣輸出正電壓。這種電路結(jié)構(gòu)使得功率管可以共地驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。

推挽電路波形

特點(diǎn)

電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

功率管承受開(kāi)關(guān)電壓為2倍的直流電壓，適用于直流母線電壓較低的場(chǎng)合。

變壓器利用率較低，驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)存在困難。

半橋式逆變電路

半橋式逆變電路

工作原理

半橋式逆變電路使用兩只串聯(lián)電容的中點(diǎn)作為參考點(diǎn)。當(dāng)VT1開(kāi)通時(shí)，電容C1上的能量釋放到負(fù)載上；當(dāng)VT2導(dǎo)通時(shí)，電容C2上的能量釋放到負(fù)載上。由于電容兩端的電壓相同，這種設(shè)計(jì)不會(huì)產(chǎn)生磁偏或直流分量，非常適合后級(jí)帶動(dòng)變壓器負(fù)載。

特點(diǎn)

適用于高頻逆變場(chǎng)合，因?yàn)殡娙菪枰x取較大容量以維持電路穩(wěn)定，導(dǎo)致成本上升。

電流環(huán)路分析顯示，開(kāi)關(guān)管體二極管提供反饋能量通道，同時(shí)負(fù)責(zé)負(fù)載電流的續(xù)流過(guò)程。

單相全橋式逆變電路

工作原理

全橋式逆變電路的工作原理與半橋式類(lèi)似，但結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。它同樣包含四個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，但連接方式有所不同。當(dāng)一組對(duì)角線上的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，另一組對(duì)角線上的開(kāi)關(guān)管截止，從而形成一個(gè)完整的電流環(huán)路。

特點(diǎn)

能夠提供更高的輸出電壓和電流容量，適用于大功率應(yīng)用場(chǎng)合。

電流環(huán)路分析表明，開(kāi)關(guān)管體二極管同樣提供反饋能量通道和負(fù)載電流的續(xù)流過(guò)程。

相對(duì)于推挽式和半橋式逆變電路，全橋式逆變電路具有更高的效率和更好的性能表現(xiàn)。

總結(jié)

單相電壓源逆變器包括推挽式逆變電路、半橋式逆變電路和單相全橋式逆變電路等多種類(lèi)型。每種類(lèi)型都有其獨(dú)特的工作原理和特點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求選擇合適的逆變器類(lèi)型，以滿(mǎn)足系統(tǒng)的性能和可靠性要求。

審核編輯 黃宇