4.2电压型逆变电路·引言 根据直流侧电源性质的不同，可以分为两类 ◆电压型逆变电路：直流侧是电压源。 ◆电流型逆变电路：直流侧是电流源。 ★■电压型逆变电路的特点 ◆直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动。 ◆由于直流电压源的钳位作用，输出电压为矩形波，输出电流因负 载阻抗不同而不同。 ◆阻感负载时需提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功 能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。 D R U。 -O 图45电压型逆变电路举例（全桥逆变电路） 机械电气工程学院电气教研室 11/47 电力电子技术
11/47 4.2 电压型逆变电路·引言 ■根据直流侧电源性质的不同，可以分为两类 ◆电压型逆变电路：直流侧是电压源。 ◆电流型逆变电路：直流侧是电流源。 ■电压型逆变电路的特点 ◆直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动。 ◆由于直流电压源的钳位作用，输出电压为矩形波，输出电流因负 载阻抗不同而不同。 ◆阻感负载时需提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功 能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。 图4-5 电压型逆变电路举例（全桥逆变电路） ★
4.2.1单相电压型逆变电路 半桥逆变电路 VD ◆在直流侧接有两个相互串联的足够大 的电容，两个电容的联结点便成为直流电 源的中点，负载联接在直流电源中点和两 个桥臂联结点之间。 ◆工作原理 m设开关器件V,和V,的栅极信号在一 a) 个周期内各有半周正偏，半周反偏，且二 者互补。 输出电压u为矩形波，其幅值为 Um=U/2。 r电路带阻感负载，t,时刻给V关断信 0 号，给V,开通信号，则V关断，但感性负 ON 载中的电流。不能立即改变方向，于是VD2 VD2 VD. 导通续流，当t时刻降零时，Vp2截止， b) V,开通，i,开始反向，由此得出如图所示 图4-6单相半桥电压型逆 的电流波形。 变电路及其工作波形 机械电气工程学院电气教研室 12/47 电力电子技术
12/47 4.2.1 单相电压型逆变电路 a) t t O O ON b) o Um -Um i o t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 V1 V2 V1 V2 VD1 VD2 VD1 VD2 图4-6 单相半桥电压型逆 变电路及其工作波形 ■半桥逆变电路 ◆在直流侧接有两个相互串联的足够大 的电容，两个电容的联结点便成为直流电 源的中点，负载联接在直流电源中点和两 个桥臂联结点之间。 ◆工作原理 ☞设开关器件V1和V2的栅极信号在一 个周期内各有半周正偏，半周反偏，且二 者互补。 ☞输出电压uo为矩形波，其幅值为 Um=Ud /2。 ☞电路带阻感负载，t2时刻给V1关断信 号，给V2开通信号，则V1关断，但感性负 载中的电流io不能立即改变方向，于是VD2 导通续流，当t3时刻io降零时，VD2截止， V2开通，io开始反向，由此得出如图所示 的电流波形
4.2.1单相电压型逆变电路 十0 mV或V,通时，i和u同方向， ↑ 直流侧向负载提供能量；VD,或 VD VD2通时，i和u,反向，电感中贮 能向直流侧反馈。VD1、VD,称为 ★反馈二极管，它又起着使负载电流 2 VD. 连续的作用，又称续流二极管。 a ◆优点是简单，使用器件少；其缺 点是输出交流电压的幅值U,仅为 U,2,且直流侧需要两个电容器串 联，工作时还要控制两个电容器电 VD, 压的均衡：因此，半桥电路常用于 b) 几kW以下的小功率逆变电源。 图4-6单相半桥电压型逆 变电路及其工作波形 机械电气工程学院电气教研室 13/47 电力电子技术
13/47 4.2.1 单相电压型逆变电路 a) t t O O ON b) o Um -Um i o t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 V1 V2 V1 V2 VD1 VD2 VD1 VD2 图4-6 单相半桥电压型逆 变电路及其工作波形 ☞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,它又起着使负载电流 连续的作用，又称续流二极管。 ◆优点是简单，使用器件少；其缺 点是输出交流电压的幅值Um仅为 Ud /2，且直流侧需要两个电容器串 联，工作时还要控制两个电容器电 压的均衡；因此，半桥电路常用于 几kW以下的小功率逆变电源。 ★
4.2.1单相电压型逆变电路 ★ ■全桥逆变电路 ◆共四个桥臂，可看成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，但幅值高出一倍。 ◆在这种情况下，要改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压U 来实现。 ◆U的矩形波u展开成傅里叶级数得 4U 1 4。 Sin ot +-sin 3@t +-sin 5@t+. (4-1) 3 5 其中基波的幅值Uom和基波有效值Uo分别为 +0 Uolm 4Ua=1.27Ud (4-2) π 不D 22U=0.9Us (4-3) π D D 图4-5全桥逆变电路 机械电气工程学院电气教研室 14/47 电力电子技术
14/47 4.2.1 单相电压型逆变电路 ■全桥逆变电路 ◆共四个桥臂，可看成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，但幅值高出一倍。 ◆在这种情况下，要改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud 来实现。 ◆Ud的矩形波uo展开成傅里叶级数得 t t t U u sin5 5 1 sin3 3 1 sin 4 d o 其中基波的幅值Uo1m和基波有效值Uo1分别为 d d o1m 1.27 4 U U U d d o1 0.9 2 2 U U U 图4-5 全桥逆变电路 (4-1) (4-2) (4-3) ★
项子 口移相调压 十 VD 0 U. 0 VD 0 b 特点 ◆共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成。 ◆两对桥臂交替导通180°。 ◆输出电压合电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。 机械电气工程学院电气教研室 电力电子技术
t O t O t O t O t O ? b) uG1 u G2 u G3 u G4 uo i o t 1 t 2 t 3 i o uo 特点 共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成。 两对桥臂交替导通180° 。 输出电压合电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。 移相调压