MOSFET单相桥式无源逆变电路设计

目录

MOSFE和电压型无源逆变电路简

介 (1)

1.MOSFET 简介............................... . (1)

2. 电压型无源逆变电路简介...............................

(1)

主电路图设计和参数计

算•

•…

(2)

1.主电路图设

计…

…

(2)

2. 相关参数计

算…

…

(2)

驱动电路的设计和选型...............................

1. 介 ......

驱 动 (4)

电 路 简

2. 驱 动

电

路 的

选

用 ......

(4)

电路

的过电压保

护

和过电流保

护设

计 ......

…5

1. 过

电

压

保

护 ......

(5)

2. 过 电

流

保

护 ......

(7)

3.保护电路的选择以及参数计

算 ......

…8

MATLA 仿

真 / 、 ....

(10)

数 电

路 主

图 设

以 及 1

. 参

疋.......................................

(10)

结2. 仿直

/、

果.....

(14)

总结与体会......

(15)

附录电路图............................... .. (16)

一、MOSFE和电压型无源逆变电路的介绍

1.M0SFET简介

金属-氧化层半导体场效晶体管，简称金氧半场效晶体管

(Metal-Oxide-Semico nductor Field-Effect Tran sistor, MOSFET )是一种可

以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect tran sistor )。MOSFE依照其“通道”的极性不同，可分为“N型”与“P型”的MOSFET通常又称为NMOSFE与PMOSFET其他简称尚包括NMOSET PMOEET nMOSFET pMOSFET等。其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱

动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR,但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。

2.电压型无源逆变电路简介

把直流电变成交流电称为逆变。逆变电路分为三相和单相两大类。其中，单相逆变电路主要采用桥式接法。主要有：单相半桥和单相全桥逆变电路。而三相电压型逆变电路则是由三个单相逆变电路组成。

如果将逆变电路的交流侧接到交流电网上，把直流电逆变成同频率的交流电反送到电网去，称为有源逆变。

无源逆变是指逆变器的交流侧不与电网连接，而是直接接到负载，即将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负载。它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源等方面应用十分广泛，是构成电力电子技术的重要内容。

电压型逆变电路有以下特点：直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

、主电路图设计和参数计算

1.主电路图设计

电路采用全桥接法。它的电路结构主要由四个桥臂组成，其中每个桥臂都有 一个全控器件MOSFE 和一个反向并接的续流二极管，在直流侧并联有大电容而 负载接在桥臂之间。其中桥臂1,4为一对，桥臂2，3为一对。

由于课程设计要求负载为纯电阻负载， 则右端负载中没有电感和电容，且续 流二极管中无电流流过。电路中 V 与V 4有驱动信号时，V 2和V 3无驱动信号；V 2 与V a 有驱动信号时，V i 和V 4无驱动信号。两对桥臂各导通 180°，这样就把直流 电转换成了交流电。

2.相关参数计算

输入直流电压U d =100V ,输出功率为200W 输出电压波形为1KHz 方波。

该电路所有元件均视为理想器件，且每个 MOST 在半个周期内电压为0,半 个周期内承受的电压为U ，所以有：

U 。=U d -100V

又因为P =20CW ，所以有电阻： U 2

R=U L

=50"

P

则输出电流有效值: I

P

=2A U

o

Ud

图一：主电路图

晶闸管额定值计算。电流最大值: I max = I o - 2A

额定电流取大于I max即可。

最大反向电压：

U max =100V

则额定电压：

U N =(2~ 3) 100 =200~300V