全桥式逆变器/双极性控制方式
发布时间:2008/10/6 0:00:00 访问次数:859
全桥式逆变器是全桥式(full bridge)pwm dc/dc转换器的主要组成部分,其主电路如图1所示,它是由四只开关管v1~v2,及其反并联二极管d1~d4,和输出变压器tr,等组成的。输人直流电源电压为ui,输出交流电压为u。,变压器tr,的初级绕组接于两桥臂中点a和b两点,变压器的初级绕组匝数为w1,次级绕组匝数为w2,变比κ=w1/w2。全桥式逆变器可以采用双极性控制、有限双极性控制和移相控制方式。
1.双极性控制方式
全桥式逆变器采用双极性控制方式的工作波形如图1(b)、(c)所示。开关管v1~v2采用的是pwm控制方式。在一个开关周期ts的前半周,开关管v1和v4导通,导通时间为ton,du为占空比, 后半周期开关管v2和v3导通,导通时间也为ton。在开关管v1和v4导通时,如不计开关管的通态压降,则变压器初级绕组上的电压为uab=-ui;在开关管v2和v3导通时,初级绕组上的电压为uab=-ui;在开关管v1和v4与v2和v3都关断时,初级绕组上的电压uab=0,在变压器次级开路时,变压器初级绕组上电压uab的波形,如图1(b)所示,是一个方波电压。调节开关管的导通时间,亦即调节占空比du,就可以调节电压uab的脉冲宽度,从而达到调节电压uab有效值大小的目的。次级电压u。的波形与uab相同,其幅值为ui/k.
如果次级接的是电阻负载rld,则流过负载的电流为iso。电流is,的波形与电压uo、uab相同,其幅值为。变压器初级电流ip的波形和次级电流is相同,其幅值。此式也可以写成式中r1,为次级负载电阻rld;折算到初级的值。可知,如果变压器为理想变压器,则接在变压器次级的负载电阻rld与不用变压器,而在a、b两端直接接人电阻r1的效果是一样的。故在开关管v1和v4导通时,流过v1和v4的电流为,在开关管v2和v3导通时,流过v2和v3的电流也为,此时开关管v1~v4的反并联二极管d1~d4中没有电流流过。
图3-29 双极性控制方式
如果在变压器的次级接的是电感负载l,在开关管v1和v4导通时,变压器初级电压为uab=ui,次级电压uo=k0在电压uo的作用下,负载电流 从零开始增加,增加的速度为。此电流在时,即开关管v1和v4将关断时达到最大值在开关管v1和v4关断时,此 电流不可能发生突然变化,仍将按照原来的方向流动。故必将使二极管d3和d2导通,于是电压uab=-ui,uo的极性反向。在反向电压的作用下 ,负载电感电流将减小,减小的速度与开关管v1和v4开通时的增加速度相同。在这种情况下,变压器初级和次级的电压波形,和电阻负载时有 很大的差别,出现了一块阴影面积。在纯电感负载时此阴影的面积,和电阻负载时的uab:面积大小相同。故输出电压uo的波形不仅由开关管v1和v4的导通状态决定,而且还与负载的性质有关。当占空比du≥,即开关管v1和v4的导通时间ton≥ts/4时,电压uab的波形变成脉宽为180°电角的方波。即当du在
全桥式逆变器是全桥式(full bridge)pwm dc/dc转换器的主要组成部分,其主电路如图1所示,它是由四只开关管v1~v2,及其反并联二极管d1~d4,和输出变压器tr,等组成的。输人直流电源电压为ui,输出交流电压为u。,变压器tr,的初级绕组接于两桥臂中点a和b两点,变压器的初级绕组匝数为w1,次级绕组匝数为w2,变比κ=w1/w2。全桥式逆变器可以采用双极性控制、有限双极性控制和移相控制方式。
1.双极性控制方式
全桥式逆变器采用双极性控制方式的工作波形如图1(b)、(c)所示。开关管v1~v2采用的是pwm控制方式。在一个开关周期ts的前半周,开关管v1和v4导通,导通时间为ton,du为占空比, 后半周期开关管v2和v3导通,导通时间也为ton。在开关管v1和v4导通时,如不计开关管的通态压降,则变压器初级绕组上的电压为uab=-ui;在开关管v2和v3导通时,初级绕组上的电压为uab=-ui;在开关管v1和v4与v2和v3都关断时,初级绕组上的电压uab=0,在变压器次级开路时,变压器初级绕组上电压uab的波形,如图1(b)所示,是一个方波电压。调节开关管的导通时间,亦即调节占空比du,就可以调节电压uab的脉冲宽度,从而达到调节电压uab有效值大小的目的。次级电压u。的波形与uab相同,其幅值为ui/k.
如果次级接的是电阻负载rld,则流过负载的电流为iso。电流is,的波形与电压uo、uab相同,其幅值为。变压器初级电流ip的波形和次级电流is相同,其幅值。此式也可以写成式中r1,为次级负载电阻rld;折算到初级的值。可知,如果变压器为理想变压器,则接在变压器次级的负载电阻rld与不用变压器,而在a、b两端直接接人电阻r1的效果是一样的。故在开关管v1和v4导通时,流过v1和v4的电流为,在开关管v2和v3导通时,流过v2和v3的电流也为,此时开关管v1~v4的反并联二极管d1~d4中没有电流流过。
图3-29 双极性控制方式
如果在变压器的次级接的是电感负载l,在开关管v1和v4导通时,变压器初级电压为uab=ui,次级电压uo=k0在电压uo的作用下,负载电流 从零开始增加,增加的速度为。此电流在时,即开关管v1和v4将关断时达到最大值在开关管v1和v4关断时,此 电流不可能发生突然变化,仍将按照原来的方向流动。故必将使二极管d3和d2导通,于是电压uab=-ui,uo的极性反向。在反向电压的作用下 ,负载电感电流将减小,减小的速度与开关管v1和v4开通时的增加速度相同。在这种情况下,变压器初级和次级的电压波形,和电阻负载时有 很大的差别,出现了一块阴影面积。在纯电感负载时此阴影的面积,和电阻负载时的uab:面积大小相同。故输出电压uo的波形不仅由开关管v1和v4的导通状态决定,而且还与负载的性质有关。当占空比du≥,即开关管v1和v4的导通时间ton≥ts/4时,电压uab的波形变成脉宽为180°电角的方波。即当du在
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