带RL负载的单相半桥逆变电路图 单相负载半桥逆变器的工作原理

今天给大家分享的是：单相半桥逆变器。

在上一篇文章给大家分享了单相全桥逆变器。

一、单相半桥逆变器

单相半桥逆变器的结构非常简单，由 2 个晶闸管 T1 和 T2 和 2 个反馈二极管 D1、D2组成的半桥逆变电路。

每个二极管和每个晶闸管和三线直流电源反并联，电源端提供平衡直流电压。

下面为该 半桥逆变器的基本配置，负载为RL负载 。

带RL负载的单相半桥电路图

在单相逆变器中，我们可以使用其他功率半导体开关器件，如IGBT、功率MOS关等，不一定说一定是要晶闸管。

这里假设，每个晶闸管在其栅极信号存在期间导通，并在该信号移除时换向。晶闸管T1和晶闸管T2的门控信号分别为 ig1 和 ig2 。

负载RL连接在A点和B点之间。A点始终被视为相对于B点的+ve。如果电流沿着该方向流动，假设电流为+ve，类似地，如果电流从B流向A，则电流被视为－ve。

由于感性负载，输出电压波形与R负载相似，然而，输出电流波形于输出电压波形并不相似。

在RL负载输出的情况下，电流 I0 是时间的指数函数，输出电流滞后输出电压一个角度pin。

Φ = tan -1 (ωL/R)

二、单相负载半桥逆变器的工作原理（RL）

半桥逆变器的工作原理分为4种工作模式：

模式Ⅰ： (t1< t < T/2) T1 开启

模式Ⅱ ：(T/2 < t < t2) D2 开启

模式Ⅲ ：(t2 < t < T) T 开启

模式Ⅳ ：(0 < t < t1) D1、D2 开启

1、模式Ⅰ：T1开启

在这个期间，向晶闸管T1提供栅极脉冲，因此 T1在时刻t1导通 ，电流从电源电压的上半部分流动。

电流沿着路径：Vs/2（上电源）-T1-负载- Vs/2。

在这个模式下，电感存储能量，并且输出电流作为时间的函数从0到其最大值（Imax）和电感两端的感应电压 +V L以指数方式增加。

模式Ⅰ：T1开启

这次的输出电压也为正，因为A点相对于B点为正（ +ve）。

应用KVL，Vs/2 – V0=0

输出电压的大小Vo = Vs/2。

在时刻T/2，输出电流达到最大值，由于电压和电流的极性相同，晶闸管T1在此时关断。

2、模式 II (T/2 < t < t2)

在T/2时刻，电感耗散能量之后，当电感耗散能量时，会改变其极性。而我们知道，电感的特性，电感是不允许电流突然变化的。因此，电感通过 D2 二极管缓慢释放能量。

此时 D2二极管导通 ， 电流沿着路径：负载-电源下半部分（Vs/2）-D2-负载 。

此时电感释放的能量反馈带下半部分电源。

模式 II (T/2 < t < t2)

在此模式下，输出电流为正，但由于感性负载消耗的能量，输出电流主见从Imax减小到0，输出电压为负（-Vs/2），因为B点相对于A为正。

3、模式 III (t2 < t < T)

在时刻t2， 晶闸管T2导通 ，电流在电路的下班部分流动并遵循路径：Vs/2（下电源）- 负载 - T2 - Vs/2。

因此，电流方向是反向的，因为B点相对于A为正，并且电感以相反方向存储能量，从 (-Imax) 到零。

模式 III (t2 < t < T)

此时，负载两端的输出电压为负（ -Vs/2）。

4、模式 IV（0 < t < t1）

在时刻T，输出电压和输出电流具有相同的极性。因此，T2 由于感性负载而关断，D1 导通。

电流的路径为：负载 - D1 - Vs/2（上半部分）- 负载。

这里能量通过电感释放回到电源电压Vs/2的上部，该时间点A相对于点B为正。

因此输出电压为正Vs/2，输出电压为正 Vs/2，输出电流从负最大值 (-Imax) 呈指数下降到零。

模式 IV（0 < t < t1）

以上就是关于单相半桥逆变器RL负载的知识。

　　审核编辑：汤梓红