单相半桥逆变电路工作过程

　　单相半桥逆变电路工作过程

　　单相半桥逆变电路及有关信号波形如图3-19所示。C1、C2是两个容量很大且相等的电容，它们将电压Ud分成相等的两部分，使B点电压为Ud/2，三极管VT1、VT2基极加有一对相反的脉冲信号，VD1、VD2为续流二极管，R、L代表感性负载（如电动机就为典型的感性负载，其绕组对交流电呈感性，相当于电感L，绕组本身的直流电阻用R表示）。。

　　

　　图3-19 单相半桥逆变电路及有关信号波形

　　电路工作过程如下。

　　在t1～t2期间，VT1基极脉冲信号Ub1为高电平，VT2的Ub2为低电平，VT1导通、VT2关断，A点电压为Ud，由于B点电压为Ud/2，故R、L两端的电压Uo为Ud/2，VT1导通后有电流流过R、L，电流途径是：Ud+→VT1→L、R→B点→C2→Ud-，因为L对变化电流的阻碍作用，流过R、L的电流I0将慢慢增大。

　　在t2～t3期间，VT1的Ubl为低电平，VT2的Ub2为高电平，VT1关断，流过L的电流突然变小，L马上产生左正右负的电动势，该电动势通过VD2形成电流回路，电流途径是：L左正→R→C2→VD2→L右负，该电流方向仍是由右往左，但电流随L上的电动势下降而减小，在t3时刻电流I0变为0。在t2～t3期间，由于L产生左正右负电动势，A点电压较B点电压低，即R、L两端的电压Uo极性发生了改变，变为左正右负，由于A点电压很低，虽然VT2的Ub2为高电平，VT2仍无法导通。

　　在t3～t4期间，VT1基极脉冲信号Ub1仍为低电平，VT2的Ub2仍为高电平，由于此时L上的左正右负电动势已消失，VT2开始导通，有电流流过R、L，电流途径是：C2上正（C2相当于一个大小为Ud/2的电源）→R→L→VT2→C2下负，该电流与t1～t3期间的电流相反，由于L的阻碍作用，该电流慢慢增大。因为B点电压为Ud/2，A点电压为0（忽略VT2导通压降），故R、L两端的电压Uo大小为Ud/2，极性是左正右负。

　　在t4～t5期间，VT1的Ub1为高电平，VT2的Ub2为低电平，VT2关断，流过L的电流突然变小，L马上产生左负右正的电动势，该电动势通过VD1形成电流回路，电流途径是：L右正→VD1→C1→R→L左负，该电流方向由左往右，但电流随L上电动势下降而减小，在t5时刻电流I0变为0。在t4～t5期间，由于L产生左负右正电动势，A点电压较B点电压高，即Uo极性仍是左负右正，另外因为A点电压很高，虽然VT1的Ub1为高电平，VT1仍无法导通。

　　t5时刻以后，电路重复上述工作过程。

　　半桥式逆变电路结构简单，但负载两端得到的电压较低（为直流电源电压的一半），并且直流侧需采用两个电容器串联来均压。半桥式逆变电路常用在几千瓦以下的小功率逆变设备中。

　　单相半桥型逆变电路原理

　

　　在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，两个电容的联结点是直流电源的中点。 

　　半桥逆变电路有两个桥臂，每个桥臂有一个可控器件和一个反并联二极管组成。 负载联结在直流电源中点和两个桥臂联结点之间。 设开关器件V1和V2栅极信号在一周期内各半周正偏、半 周反偏，两者互补。当负载为感性时，工作波形如图所示 

　

　　

　　t3时刻io降为零时，VD2截止，V2开通，io开始反向并逐渐增大。 

　　 t4时刻给V2关断信号，给V1开通信号，V2关断，VD1先导通续流，t5时刻V1才开通。

　　

　　V1或V2通时，负载电流io和电压uo同方向，直流侧向负载提供能量  VD1或VD2通时，io和uo反向，负载电感中贮藏的能量向直流侧反馈 负载电感将其吸收的无功能量反馈回直流侧，反馈 回的能量暂时储存在直流侧电容器中，直流侧电容 器起着缓冲这种无功能量的作用。

　

　　可控器件是不具有门极可关断能力的晶闸管时，须附加强迫换流电路才能正常工作。 

　　半桥逆变电路特点 

　　 优点 ：    简单，使用器件少 

　　 缺点  ：    输出交流电压幅值Um仅为Ud/2，直流侧需两电容器串联，工作时要控制两个电容器电压均衡 

　　半桥逆变电路常用于几kW以下的小功率逆变电源