单相全桥和半桥无源逆变电路
单相全桥逆变电路原理

单相全桥逆变电路原理单相全桥型逆变电路原理电压型全桥逆变电路可瞧成由两个半桥电路组合⽽成,共4个桥臂,桥臂1与4为⼀对,桥臂2与3为另⼀对,成对桥臂同时导通,两对交替各导通180° 电压型全桥逆变电路输出电压uo 的波形与半桥电路的波形uo 形状相同,也就是矩型波,但幅值⾼出⼀倍,Um=Ud输出电流io 波形与半桥电路的io 形状相同,幅值增加⼀倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间,分别对应VD1与VD4、V1与V4、VD2与VD3、V2与V3相继导通的区间+-VD 3VD 4单相半桥电压型逆变电路⼯作波形全桥逆变电路就是单相逆变电路中应⽤最多的, 对电压波形进⾏定量分析将幅值为Uo 的矩形波 uo 展开成傅⾥叶级数,得其中基波幅值Uo1m 与基波有效值Uo1分别为上述公式对半桥逆变电路也适⽤,将式中的ud 换成Ud /2uo 为正负电压各为180°的脉冲时,要改变输出电压有效值只能通过改变输出直流电压Ud 来实现ddo1m 27.14U U U ==πdd1o 9.022U U U ==πOONu o U - U m ioVD 1 VD2VD1VD 2+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d ot 1时刻前V 1与V 4导通,输出电压u o为u dt 1时刻V 3与V 4栅极信号反向,V 4截⽌,因i o 不能突变,V 3不能⽴即导通,VD 3导通续流,因V 1与VD 3同时导通,所以输出电压为零各IGBT 栅极信号uG1~uG4及输出电压uo 、输出电流io 的波形u u u u u i o o ? 各IGBT 栅极信号为180°正偏,180°反偏,且V 1与V 2栅极信号互补,V 3与V 4栅极信号互补V 3的基极信号不就是⽐V 1落后180°,⽽就是只落后θ ( 0<θ <180°)V 3、V 4的栅极信号分别⽐V 2、V 1采⽤移相⽅式调节逆变电路的输出电压u u u u u i o o t 2时刻V 1与V 2栅极信号反向, V 1截⽌, V 2不能⽴即导通,VD 2导通续流,与VD 3构成电流通道,输出电压为-U d到负载电流过零开始反向, VD 2与VD 3截⽌, V 2与V 3开始导通, u o 仍为- U du u u u u i o o t 3时刻V 3与V 4栅极信号再次反向, V 3截⽌, V 4不能⽴刻导通, VD 4导通续流, u o 再次为零输出电压u o 的正负脉冲宽度各为θ ,改变θ ,可调节输出电压。
单相全桥无源逆变电路

无源逆变器的应用: 无源逆变器的应用 目前几乎所有的电力电子变换电路都包含有无源逆变电 路,是电力电子技术中的最核心部分。 1. 变频调速(交流电机驱动) 2. 感应加热 3. 隔离型开关电源 4. 高频直流焊机 5. 脉冲电源 6. 节能照明
4.2 无源逆变器的分类
电压型和电流型逆变器 单相和三相 半桥、全桥、推挽式 换流方式: 换流方式:在电力电子变换电路中,电流从一 个支路向另一个支路转移的过程称为换流。 1. 器件换流(全控型器件); 2. 电网换流(有源逆变,晶闸管构成的AC-AC); 3. 负载换流(谐振电路--串联谐振和并联谐振); 4. 强迫换流(半控器件+辅助换流电路)。
调节不方便、谐波含量大,开关器件损耗小。 应用较少。
2. 脉冲移相(单脉冲方波逆变器)
调节方便、谐波含量大,开关器件损耗小。 应用较多。
3. PWM(pulse width modulation)调制
调节方便、谐波含量小,开关器件损耗较大。 应用领域最广泛(整流,逆变,直流变换,APF等)
逆变器输出频率的调节 改变逆变器开关器件的触发频率。
电压型单相全桥无源逆变电路
课件4
4.1 无源逆变电路
无源逆变电路: 无源逆变电路: 将直流电转换为频率、幅值可调的交流电,并直接供 给负载的逆变电路。 有源逆变电路: 有源逆变电路: 将直流电转换为交流电并馈送到交流电网的逆变电路。 区别和联系: 区别和联系:
1. 二者都是DC-AC电路; 2. 有源逆变电路的输出和电网的交流电有直接关系,即逆变器 的输出和电网电压同频同相;无源逆变的输出直接联接负载,和电 网电压无关。
4.3 电压型单相全桥无源逆变电路
电路结构
图1 电压型单相全桥无源逆变电路
igbt单相电压型半桥无源逆变电路设计

igbt单相电压型半桥无源逆变电路设计本文介绍了一种IGBT单相电压型半桥无源逆变电路设计,该电路采用半桥拓扑结构,通过IGBT管控制开关实现正负半周期无源逆变,具有高效、可靠、稳定等优点。
同时,本文还介绍了电路的设计流程和注意事项。
一、电路拓扑结构IGBT单相电压型半桥无源逆变电路采用半桥拓扑结构,如图1所示。
电路中,IGBT1和IGBT2分别代表上管和下管,L1和L2为变压器的两个线圈,C为输出滤波电容。
该拓扑结构有以下优点:1、半桥结构可以避免直流电离子飘移问题,提高电路的可靠性。
2、IGBT管负责开关电流,电压由变压器自行绝缘,可以避免功率管受到高频电磁干扰而损坏的问题。
3、半桥拓扑结构使得电路的效率较高,能够满足高效、小型化的需求。
二、电路设计1、选择IGBT管根据电路的工作电压和电流,选择适合的IGBT管是很重要的。
可以根据功率、电压承受能力、开关速度、漏电流等因素进行选择。
2、选择变压器变压器是半桥无源逆变电路的关键元件之一,变压器的参数需要根据电路需求进行选择。
如果输出功率较大,则需选择大功率变压器;如果需要较小的体积,则可以选择小型化的变压器。
3、选择输出电容电容可以用来过滤输出端的噪声和杂波。
根据输出电压、输出电流等参数选择适合的电容,并确保电容的电压承受能力充足。
4、电路参数计算根据电路的拓扑结构和工作参数,进行电路参数的计算。
需要计算的参数包括变压器的线圈数、电感值、电容容值等。
这些参数的计算需要根据电路需求进行合理设置。
三、注意事项在使用IGBT管时,需要防止温度过高和静电干扰等问题。
建议在使用IGBT管时加装散热器,并采用静电保护措施,以保证管子的正常工作。
总之,IGBT单相电压型半桥无源逆变电路是一种高效、可靠、稳定的电路结构,在工业自动化控制等领域有着广泛的应用。
单相半桥整流和单相全桥整流

单相半桥整流和单相全桥整流说到整流,咱们先得从最基础的说起。
你想想吧,家里插座里的电是交流电(AC),它不像咱们想象的那样可以直接用。
我们用的电器,像是电视、空调、冰箱啥的,都是需要直流电(DC)的。
所以,必须得把这股交流电“整整齐齐”地变成直流电,才能派上用场。
这里就用到了整流器。
今天,咱们聊聊两种常见的整流器——单相半桥整流和单相全桥整流。
听起来有点儿高大上,其实说白了,就是两种把交流电变成直流电的“套路”。
先说说单相半桥整流吧。
其实它就是将两只二极管摆成一个半桥结构。
怎么理解呢?就像是你开车走弯路,有两个路口,但是你只能选一个进。
这个“半桥”就相当于是一个“单方向”的选择,电流只会在一个方向上流动。
也就是说,在每个交流电的周期里,只有正半周会被“通过”,而负半周就被“拦截”了。
想象一下你坐在过山车上,上升的那一段是电流通过的过程,而下降的部分,过山车就停下来了。
电流就像是过山车,爬升的时候被允许通过,下降时就被“挡住”。
这样,整流后的电流就是一个波动不太剧烈的直流电。
不过,这种方法也有个问题,就是电流的波形比较“崎岖”,电压的平滑度就差了点。
所以,虽然可以满足一些简单的设备,但如果用在一些要求较高的地方,比如说精密电子设备,恐怕就不太够看了。
再说单相全桥整流,这个就更“厉害”了!不再是一个路口,而是四个“闸口”供你选择。
想象你是站在一个十字路口,可以选择从任何一个方向出发,这样电流就能够在每个交流电周期的正负半周都顺畅通过。
也就是,每个周期,无论是正向还是反向,电流都会通过整流器的二极管,给你提供稳定的直流电。
举个例子,就像你坐在过山车上,不仅能爬升,还能下行——一路上都能“过瘾”,不间断!这样,输出的直流电就会更平稳,波动也小多了。
很多高端电器、工业设备都需要这种“全能型”的整流器,保证电压稳定,性能也更加可靠。
说到这里,大家可能会想:两者差距到底有多大?其实最直接的区别就在于输出电流的稳定性。
全桥半桥的异同

一、工作原理的同异:相同:均是通过一系列电路处理技术将普通交流电(220V、380V)转化成高频直流电流,通过做功线盘产生强烈电涡流,并与相应专用锅具感应产生激烈电磁场,直接促使相应专用锅具材料内部原子极速激荡碰撞,从而使得相应专用锅具自身快速发热产生高温,用于加工烹饪食物!不同:1、对交流电的承接转化处理技术上:全桥:采用双路驱动技术,利用双IGBT逆变模块分别承接转化交流电的上玄波和下玄波电流,产生的高频电流波形完整、清晰、稳定;半桥:采用单路驱动技术,利用单IGBT逆变模块分别承接转化交流电的上玄波,结合相应附加电路配置吸收下玄波电流进行放电补充,产生的高频电流波形相对完整;2、对相应专用锅具的负载感应上:全桥:因电流转化技术配置效率高,可负载较高电感负荷,电转热效率相应较高半桥:因电流转化技术配置效率稍低,可负载较低电感负荷,电转热效率相应较低二、应用表现的同异:据各自的电路原理的差别决定:相同:均可达到使得相应专用锅具自身快速发热产生高温,用于加工烹饪食物的功用不同:1、功率段表现上:全桥:对应档位功率分配清晰、明确,反应迅速半桥:对应档位功率分配较模糊,反应相对合理2、发热面表现上:全桥:因可负载负荷较高,发热面较大、较均匀、层次感能做到循序递减,火焰仿真效果明显半桥:因可负载负荷较低,发热面较小、均匀性稍逊、层次感分明,火焰仿真效果稍逊三、稳定性的异同:相同:在技术设计处理完善的情况下,均可达到较理想的运作稳定性;不同:1、元件损耗上:全桥:各元件负担较合理,损耗比较小,寿命较长半桥:各元件负担较重,损耗比相对较大,寿命相对合理2、故障率上:全桥:保护电路设计较复杂,周全,维修率较低半桥:保护电路设计较简化,维修率(小元件)相对较高四、投资成本与产品配置的异同:相同:在普通用途上,均可全系列配置各种产品不同:1、投资成本上:全桥:因其设计配置较高,无可避免生产成本较高半桥:因其设计配置较低,生产成本较低2、产品配置上:全桥:成本合理和负载耐用上,配置15KW以上产品较宜半桥:成本合理上,配置12KW以下产品较宜如客户朋友还有任何的疑问与需要均可直接与我们联系,竭诚为您服务!深圳科朗电器有限公司,致力于节能产品的研发、生产和销售。
单相全桥逆变电路和单相半桥逆变电路

单相全桥逆变电路和单相半桥逆变电路在这个科技飞速发展的时代,逆变器就像是电路里的小精灵,把直流电变成交流电,真是让人眼前一亮!你有没有想过,为什么我们家的电器能那么“聪明”?这全靠那些逆变电路啦!今天咱们就来聊聊单相全桥逆变电路和单相半桥逆变电路。
哎呀,名字听上去有点复杂,不过别担心,我会让你轻松搞定这些“名词”。
单相全桥逆变电路,这可真是个“大玩家”!想象一下,它就像一位全能的舞者,四个开关器件在舞台上翩翩起舞。
每一个开关都能开能关,组合起来,就能把直流电源的电流换成漂亮的交流电。
这种电路的好处就像是买了一张VIP通行证,功率大、效率高,真是个小猛兽。
电流的波形美得就像是艺术品,咱们说这是一种“正弦波”。
这种电路还能实现更好的电压控制,哇,简直是电气工程师的梦想啊!你知道吗?这个全桥逆变电路就像是在你的家里举办了一场大型派对,四个开关器件像朋友一样互相配合,搞得热闹非凡。
这样一来,逆变器的性能就像是在喝了红牛,瞬间变得强大。
可是,有好就有坏,使用这个电路的时候,元件的损耗也会比较大。
你想啊,开关频繁地开关,那电流的热量可得要控制得当,不然可就“烧成灰”了,哈哈。
再说说单相半桥逆变电路。
听上去是不是没那么复杂?它其实就像是全桥的“小弟弟”。
这个电路只有两个开关器件,所以运行起来简单很多。
就像是你和好友一起去游乐场,少了几个伙伴,但乐趣依旧不少。
这种电路的好处是它对电源的要求相对简单,适合家庭用电,轻松搞定小家电的需求。
虽然功率没全桥那么大,但在日常生活中,这已经绰绰有余了。
半桥逆变电路的波形虽然没有全桥的那样完美,但也是相当不错。
想想你喝的饮料,虽然不是特别高档,但足够解渴就行,对吧?这个电路在成本上也更亲民,尤其是对于那些不想花大钱但又想体验“逆变生活”的家庭,真是个理想的选择。
别以为电路的运行就只有这些,实际上,它们的工作状态可是能让你大吃一惊!你知道电流在电路中流动的感觉吗?就像是一场音乐会,节奏起伏,气氛热烈。
单相半桥无源逆变电路的设计教材

基于MOSFET的单相半桥无源逆变电路的设计设计目的:1·掌握单相桥式全控桥整流电路和单相半桥无源逆变电路的工作原理,进行结合完成交-直-交电路的设计;2·熟悉两种电路的拓扑,控制方法;3·掌握两种电路的主电路,驱动电路,保护电路的设计方法,元器件参数的计算方法;4·培养一定的电力电子的实验和调试能力;5·培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力;6·加深理解《电力电子技术》课程的基本理论;设计指标:MOSFET电压型单相半桥无源逆变电路设计(纯电阻负载)(1)输入直流电压:Ui=200V(2)输出功率:500W(3)输出电压波形:1KHz方波总体目标及任务:选择整流电路,计算整流变压器额定参数,选择全控器件的额定电压电流,计算平波电抗器感值,设计保护电路,全控器件触发电路的设计,画出主电路原理图和控制电路原理图,进行Matlab的仿真,画出输出电压,电流模拟图。
1·主电路的设计:(1)整流部分主电路设计:单项桥式全控整流电路带电阻性负载电路如图(1):图(1)在单项桥式全控整流电路中,晶闸管VT 1和VT 4组成一对桥臂,VT 2和VT 3 组成另一对桥臂。
在u 2正半周(即a 点电位高于b 点电位),若4个晶闸管均不导通,负载电流i d 为零,u d 也为零,VT 1、VT 4串联承受电压u 2,设VT 1和VT 4的漏电阻相等,则各承受u2的一半。
若在触发角α处给VT1和VT 4加触发脉冲,VT 1、VT 4即导通,电流从a 端经VT 1、R 、VT 4流回电源b 端。
当u 2为零时,流经晶闸管的电流也降到零,VT 1和VT 4关断。
在u2负半周,仍在触发延迟角α处触发VT 2和VT 3(VT 2和VT 3的α=0处为ωt=π),VT 2和VT 3导通,电流从电源的b 端流出,经VT 3、R 、VT 2流回电源a 端。
单相半桥型逆变电路原理

+ U.单相半桥型逆变电路原理UV1dVD21io R LduU od2VD2V2-a)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.uoUmOt -Umiot tO34t t tt1256V V V V1212VD VD VD VDu1212oUtmOt -Umiot tO34t t tt1256V V V1V122VD VD VD VD1212tt3 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。
.uoUmOt -Umiot tO34t t tt1256V V V1V122VD VD VD VD1212tV1 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。
是负载向直流侧反馈能量的通道反馈二极管使负载电流连续续流二极管.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。
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单相全桥和半桥无源逆变电路学生姓名: 学号: 学院: 信息与通信工程学院专业: 自动化题目: MOSFET单相桥式无源逆变电路设计(纯电阻负载)指导教师: 职称:2011年12月31日中北大学课程设计任务书11/12 学年第一学期学院: 信息与通信工程学院专业: 自动化学生姓名: 学号: 课程设计题目: MOSFET单相桥式无源逆变电路设计(纯电阻负载) 起迄日期: 12月25日, 12月31日课程设计地点: 电气工程系实验中心指导教师:系主任:下达任务书日期: 2011年 12月 25 日课程设计任务书1(设计目的:1)培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
2)培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3)培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4)提高学生课程设计报告撰写水平。
2(设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等): 设计内容:1、设计一个MOSFET单相桥式无源逆变电路(纯电阻负载)设计要求:1)输入直流电压:U=100V; d2)输出功率:300W;3)输出电压波形:1KHz方波。
2、设计MOSFET单相半桥无源逆变电路(纯电阻负载)设计要求:1)输入直流电压:U=100V; d2)输出功率:300W;3)输出电压波形:1KHz方波。
3(设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计说明书、图纸、实物样品等〕:设计工作任务及工作量的要求:1)根据课程设计题目,收集相关资料、设计主电路和触发电路;2)用Multisim等软件制作主电路和控制电路原理图;3)撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图,说明主电路的工作原理,完成元器件参数计算,元器件选型,说明控制电路的工作原理,用Multisim 或EWB等软件绘出主电路典型的输出波形(比较实际波形与理论波形),绘出触发信号(驱动信号)波形,说明设计过程中遇到的问题和解决问题的方法,附参考资料。
课程设计任务书 4(主要参考文献:1、樊立萍,王忠庆.电力电子技术.北京:北京大学出版社,20062、徐以荣,冷增祥.电力电子技术基础.南京:东南大学出版社,19993、王兆安,黄俊.电力电子技术.北京:机械工业出版社,20054、童诗白.模拟电子技术.北京:清华大学出版社, 20015、阎石.数字电子技术.北京:清华大学出版社, 19986、邱关源.电路.北京:高等教育出版社,19995(设计成果形式及要求:1)撰写课程设计报告;2)用PROTEL或其它软件画出主电路和触发电路原理图;3)用EWB或其它软件绘出主电路典型波形,触发信号(驱动信号)波形。
6(工作计划及进度:2011年 12月25日 ~ 12月27日收集资料,计算所需参数并选定元器件;12月28日 ~ 12月29日完成主电路、控制电路设计;绘出波形图;12月30日 ~ 12月31日完成课程设计报告,下午答辩。
系主任审查意见: 签字:2011年12月25日一、功率场效应晶体管MOSFET1概述MOSFET的原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor场效应晶体管),即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET),简称功率MOSFET(Power MOSFET)。
结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor--SIT)。
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.功率MOSFET的结构和工作原理功率MOSFET的种类:按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
按栅极电压幅值可分为;耗尽型;当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道,增强型;对于N(P)沟道器件,栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道,功率MOSFET主要是N沟道增强型。
2.1.功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示;其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电,是单极型晶体管。
导电机理与小功率MOS管相同,但结构上有较大区别,小功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET,(Vertical MOSFET),大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。
按垂直导电结构的差异,又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET(Vertical Double-diffused MOSFET),本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。
功率MOSFET为多元集成结构,如国际整流器公司(International Rectifier)的HEXFET采用了六边形单元;西门子公司(Siemens)的SIPMOSFET采用了正方形单元;摩托罗拉公司(Motorola)的TMOS采用了矩形单元按“品”字形排列。
2.2.功率MOSFET的工作原理截止:漏源极间加正电源,栅源极间电压为零。
P基区与N漂移区之间形成的PN结J反偏,漏源极之间无电流流过。
1导电:在栅源极间加正电压U,栅极是绝缘的,所以不会有栅极电流流过。
GS 但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开,而将P区中的少子-电子吸引到栅极下面的P区表面当U大于U(开启电压或阈值电压)时,栅极下P区表面的电子浓度将超GST 过空穴浓度,使P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而使PN结J消失,漏极和源极导电。
12.3.功率MOSFET的基本特性2.3.1静态特性;其转移特性和输出特性如图2所示。
漏极电流I和栅源间电压U的关系称为MOSFET的转移特性,I较大时,DGSDI 与U的关系近似线性,曲线的斜率定义为跨导G DGSfsMOSFET的漏极伏安特性(输出特性):截止区(对应于GTR的截止区);饱和区(对应于GTR的放大区);非饱和区(对应于GTR的饱和区)。
电力MOSFET工作在开关状态,即在截止区和非饱和区之间来回转换。
电力MOSFET漏源极之间有寄生二极管,漏源极间加反向电压时器件导通。
电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数,对器件并联时的均流有利。
2.3.2动态特性;其测试电路和开关过程波形如图3所示。
开通过程;开通延迟时间t -U前沿时刻到U=U并开始出现i的时刻间d(on)pGSTD的时间段;上升时间t- U从U上升到MOSFET进入非饱和区的栅压U的时间段; rGSTGSP i稳态值由漏极电源电压U和漏极负载电阻决定。
U的大小和i的稳态值DEGSPD有关,U达到U后,在u作用下继续升高直至达到稳态,但i已不变。
GSGSPpD开通时间t-开通延迟时间与上升时间之和。
on关断延迟时间t -U下降到零起,C通过R和R放电,U按指数曲线下d(off)pinSGGS降到U时,i开始减小为零的时间段。
GSPD下降时间t- U从U继续下降起,i减小,到U< U时沟道消失,i下降fGSGSPDGSTD到零为止的时间段。
关断时间t-关断延迟时间和下降时间之和。
off3.功率MOSFET驱动电路功率MOSFET是电压型驱动器件,没有少数载流子的存贮效应,输入阻抗高,因而开关速度可以很高,驱动功率小,电路简单。
驱动通常要求:触发脉冲要具有足够快的上升和下降速度;?开通时以低电阻力栅极电容充电,关断时为栅极提供低电阻放电回路,以提高功率MOSFET的开关速度;?为了使功率MOSFET可靠触发导通,触发脉冲电压应高于管子的开启电压,为了防止误导通,在其截止时应提供负的栅源电压;?功率开关管开关时所需驱动电流为栅极电容的充放电电流,功率管极间电容越大,所需电流越大,即带负载能力越大。
二、单相桥式无源逆变电路1(无源逆变电路的基本定义及应用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。
2(无源逆变电路的主要功能及工作原理主要功能是将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载。
2.1单相全桥无源逆变电路的工作原理如图1所示,图中Ud为直流电压电源,R为逆变器输出负载,T1,T1为四个高速开关。
该电路有两种工作状态(1)当开关T1、T4闭合,T2、T3断开时,逆变器输出电压Uo=Ud;(2)当开关T1、T4断开,T2、T3闭合时,逆变器输出电压Uo=-Ud;当以频率fs交替切换开关T1、T4 和T2、T3 时,则在电阻R 上获得如图所示的交变电压波形,其周期Ts=1/ fs,这样,就将直流电压E 变成了交流电压uo, uo含有各次谐波,如果想得到正弦波电压,则可通过滤波器滤波获得。
图1-1 中主电路开关T1~T4,它实际是各种半导体开关器件的一种理想模型。
逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管、可关断晶闸管(GTO)、功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅晶体管(IGBT)图1-1 单相全桥无源逆变电路的工作原理2.2单相半桥无源逆变电路的工作原理如图2所示T1导通,T2截止 T1截止,T2导通UU,2UU,,2ddmm1) T1,T2轮流导通,使直流变交流;2) 改变T1,T2的切换频率,便可改变输出交流的频率,即变频;3) T1,T2不能同时导通,否则将出现直流电源短路—贯穿通路。
因此电压型逆变器同一桥臂上、下两管的控制必须遵循“先断后开”原则。
图1-2单相全桥无源逆变电路的工作原理三、参数计算及元器件选取1)输入直流电压:U=100V; d2)输出功率:300W;3)输出电压波形:1KHz方波。
3.1全桥无源逆变电路:电压控制电压源VCVS1,VCVS4脉冲电压源V1,V4输出电压Uo=Ud=100V。
2RUP,,,33.3oMOSFET选取ZVN3310F品牌 ZETEX 型号 ZVN3310F 应用范围功率功率特性大功率频率特性超高频极性 NPN型结构点接触型材料硅(Si) 封装形式贴片型封装材料陶瓷封装截止频率fT 1(MHz) 集电极最大允许电流ICM 1(A) 集电极最大耗散功率PCM 1(W) 营销方式厂家直销3.2半桥无源逆变电路:输出电压Uo=Ud/2=50V2RUP,,,8.33o直流侧两个相互串联足够大的电容C1=C2=820uF四、单相全桥无源逆变主电路的设计采用全控型器件——功率场效应晶体管(MOSFET)取代上图的T1,T2,T3,T4。