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逆變器原理

逆變器是把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷囊环N裝置。它一般包括逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。主要是把各種直流源轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣鞴┙涣髫?fù)載使用，一般直流源有蓄電池、干電池、太陽(yáng)能電池等，可以應(yīng)用到不間斷電源(UPS)、太陽(yáng)能發(fā)電轉(zhuǎn)換等。

本次來(lái)探討一下逆變橋的工作原理，即逆變電路的相關(guān)原理。

逆變電路一般包括半橋逆變電路、全橋逆變電路、推挽逆變電路。

半橋逆變電路

半橋逆變電路原理圖如圖一所示：

V1和V2柵極信號(hào)在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補(bǔ)，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2 。

工作工程：

1、當(dāng)V1導(dǎo)通V2截止時(shí)，電流途徑為V1->L->R->C2;

2、當(dāng)V1截止V2截止時(shí)，由于L的作用，電流的值不能突變，此時(shí)電流的途徑為L(zhǎng)->R->C2->VD2->L，此時(shí)L為能量提供源，電流時(shí)間與L的大小有關(guān);

3、當(dāng)V1截止V2導(dǎo)通時(shí)，電流途徑為C1->R->L->V2，此時(shí)uo值為負(fù);

4、當(dāng)V1、V2再次截止時(shí)，電流途徑為C1->R->L->VD1->C1，此時(shí)L仍然作為能量提供源。

以上為半橋逆變電路的原理。

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全橋逆變電路

全橋逆變電路原理圖如圖三所示

四個(gè)開(kāi)關(guān)管和四個(gè)續(xù)流二極管構(gòu)成兩個(gè)橋臂，可看成兩個(gè)半橋電路的組合;

同一橋臂兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件不能同時(shí)導(dǎo)通，即V1、V2不能同時(shí)導(dǎo)通，V3、V4不能同時(shí)導(dǎo)通，導(dǎo)通會(huì)導(dǎo)致Ud短路;

V3的基極信號(hào)與V1相差θ(0<θ<180 ) ;

輸出電壓為輸入電壓Ud。

工作過(guò)程：

1、當(dāng)V1、V4導(dǎo)通,V3、V4截止時(shí)，電流途徑為V1->R->L->V4;

2、當(dāng)V1導(dǎo)通，V2、V3、V4均截止時(shí)(V3的基極信號(hào)與V1相差θ)，電流途徑為V1->R->L-VD3->V1;

3、當(dāng)V1、V2、V3、V4均截止時(shí)，uo為0;

4、當(dāng)V1、V4截止，V2、V4導(dǎo)通時(shí)，電流途徑為V3->L->R->V2;

當(dāng)V2導(dǎo)通，V1、V3、V4截止時(shí)，電流途徑為V2->VD4->L->R->V2;

推挽逆變電路

推挽逆變電路原理圖如圖五所示：

交替驅(qū)動(dòng)兩個(gè)IGBT，經(jīng)變壓器耦合給負(fù)載加上矩形波交流電壓;

兩個(gè)二極管的作用也是提供無(wú)功能量的反饋通道;

變壓器匝比為1:1時(shí)，uo和io波形及幅值與全橋逆變電路完全相同。

推挽逆變電路的原理跟半橋逆變電路原理大體相同，推挽電路相對(duì)于半橋逆變電路、全橋逆變電路的特點(diǎn)：

比全橋電路少用一半開(kāi)關(guān)器件;

比半橋電路電壓利用率高。

但是，相對(duì)的V1、V2承受的電壓為2Ud，比全橋電路高一倍，所以在選擇V1、V2管子的時(shí)候要注意。

邏輯控制電路為控制各個(gè)IGBT管子開(kāi)關(guān)的電路，只有在正確的開(kāi)關(guān)控制下，才能得到想要的波形。邏輯電路有很多種實(shí)現(xiàn)方式，這里就不展開(kāi)述說(shuō)了。