DCAC变换技术

工作原理（感性负载时）
Q1
QD11
V
in
V
A
in
Q
3
QD33
QD21
Z
A Q
D43
(a)
QD22
QQ 1 4D2
Q2Q QQ3 14
VAB
VAB
ZB
Vin B
Vin
QD44 i R
D4 i R
QQ12Q4Q3
Q 4
QD13Q4
t
Q1 D2t
Q3Q4DD4 3 QQ2 1DD1 2
V AB
V AB
t
Q1 V
in
Q
3
wenku.baidu.com
B
D1
Q2
A
Z
D3
Q
4
D2
Q1 Q4
VAB
Vin B
D4 i R
Q1
Q3
Q2 Q3
Q4Q1Q4
t
Q
QQ142
D3 D2
V
VAB Vin
AB
t
i R
iL
Q 1
Qt 3 D4 Q 1 DQ34
Q2 D1
t
Q 1
Q 4
t
V AB
t
t
i L
Q3 Q2
(a)
Ton Ts /2 (b)
t
Ts Ton T s /2
QQ 14
VAB
Vin B
Q2 Q3
Q1Q4 t
Q4
D 3
Q1 D2
V AB
Q 3
D 4
Q2 D1
t
Q
3
D3
Q
4
D4
i R
i L
Ton Ts /2
t Ts
Ton Ts /2
T
(a)
(b)
( c)
B 控制方式有双极性控制、有限双极性控制和移相控制三种。 B图为双极性控制
数量关系
其输出电压有效值为：
其瞬时值表达式为：
To
n
Ts
Ts
t/2
( c)
t
Ts Ton T s /2
( a)
( b)
A
受限双极性控制方式(感性负载）
B Q1
V
in
Q
3
Q 1
D1
Q2Q4
A
VAB Z Vin
D3
i
Q
4
R
Q3 DQ22
Q1
Q 1
Qt 4
QQ21 DQ33
VAB
t
Q 4
Vin
B
V AB
D4 iR
t iL
QQ31QD41
t
QQ4
D
13
和及其反并t 二极管和构成另一t
D2 i
个桥臂，两桥i 臂的中点为输出
R 端，可以通过L 变压器输出，也
可由这两端直接输出。
Ton Ts/2
t Ts
Ton Ts/2
t Ts
(b)
(c)
工作原理（阻性负载时）
C
V in B
Q1
iL
Z
C
Q
2
D1
Q 1
V AB A
Vin/2
D2 i R
Q2
Q 1
Q1 D2
第6章 DC-AC变换技术
概念
❖ 把直流电变成交流电称为逆变，相应的功率变换装 置被称为逆变器。
分类1：有源逆变与无源逆变
❖ 如果把逆变器的交流侧接到交流电源上，把直流电 逆变成同频率的交流电送到电网去，叫有源逆变；
❖ 如果逆变器的交流侧不与电网连接，而是直接接到 负载，即把直流电逆变成某一频率的交流电供给负 载，则叫无源逆变。
Q1
Z V
in
Q
4Q
3
(a)
B
D2
Q1 Q4
D1
VAB
B
A
Q2
Vin
Z
D4 D3i
Q
4
R
Q2 Q3
D2
Q1Q4 Q1 tQ4
Q1
Q 4
QQ12
D
DQ233Q4
V
VAB
ABVAB
Vin
Vin
B
t
D4 i R
i
i L
R
Q3
Q 1
Q 3
D4
Q 4
QQ12Q4D1
QQ2
4
DQ31
t
Q1 D3
Q 3
D4
Q 4
Q2Q2D1D1
QQ 11 tt
tt
tt
iLiL
ToTno nTsT/2s /2
tt TsTs
( a()a )
( b()b )
D1，D2有何作用？
ToTno nTsT/2s /2 ( c()c)
tt TsTs
此时负载上的电压电流波形如何？
2、单相全桥逆变电路
Q1 V
in
Q
3
D1
Q2
A
Z
D3
Q
4
(a)
t
i L
i L
QQ43
D 4
QQ12 D1
t
t
Q 4
Q 1 t
t
Ton Ts /2
t TonTsTs /2
Ts Tot n Ts /2
t TonTsTs /2
t Ts
(a)
(b)
(b)
( c)
( c)
控制方式有双极性控制、有限双极性控制和移相控制三种。 B图为双极性控制
受限双极性控制方式
受限双极性控制方式的工作原理是让一个桥臂的两个管子(例 如Q1 和Q3)以PWM方式工作，另一个桥臂的两个管子Q2、Q4各 轮流导通半个周期。
分类2：电压型逆变器与电流型逆变器
负载电压
负载电流
❖ 输入电压为恒压源称为电压源逆变器
❖ 输入为恒流源称为电流源逆变器，在实际应用中使 用较少。
分类3： ❖ 两图有何区别?
分类4：半桥与桥式 分类5：自然换流与强迫换流 分类6：正弦逆变与非正弦逆变
……
负载的分类
逆变器输出在负载为阻性时… 逆变器输出在负载为感性或容性负载时…
能量如何流动？
逆变与整流
整流器 逆变器
逆变器
整流器
§6.2 方波逆变器
单相半桥式逆变电路
C
V in B
Q1
iL
Z
C
Q
2
(a)
D1
Q 1
❖在直Q2 流侧Q1 有两Q1个D2相互Q2 串D1 联的Q1 足
够大的电容t ，使得两个电容的t
V AB
联结点为直流VAB电压的中点。两
A Vin/2 个电容构成一个桥臂，开关管
Q1 Dt2
Q2 V
AB
t
t
t
i L
Q 3
D 4
Q2 D1
Q 4
Q1 t
t
Ton T s /2
Ts t Ton Ts /2 Ton TTss/2 t
Ts
tTon Ts /2
(a)
( a)
(b)
( b)
( c)
t Ts
A
在D3，Q4导通期间为何iL保持不变？
1
2
3
双极性控制与受限双极性控制的区别
Q2
其瞬时值表达式为：
t
t
i L
Ton Ts/2 (b)
t Ts
Ton Ts/2 (c)
t Ts
感性负载时如何工作？
Q1Q1
CC
VV in inB B
iLiL
ZZ
CC
QQ
22
D1D1
Q1Q1
VV ABAB
VinV/i2n/2 AA
D2D2i i RR
Q2Q2
QQ 11
Q1Q1D2D2
tt
VV ABAB
四个功率管、四个反并联二极管组成
D2
Q1 Q4
VAB
Vin B
Q2 Q3
Q1Q4 t
Q 4
D3
Q1 D2
V AB
Q 3
D4
Q2 D1
Q 4
Q1 t
t t
D4
i R
i L
如何工作？ Ton Ts/2
t Ts
(b)
Ton Ts /2 ( c)
t Ts
工作原理（阻性负载时）
C
Q1 V
in
D1
Q2
A
Z
D2
t
Q1 D2 t tQ2 D1 Q 4Q1
V AB
t
V
AB
t
tt
t
i
iL
L
Q3 D1 Q2
Ton Ts /2
(a)
(b)
Ts t Ton Ts /2 Ton TTTosns /2tT s /2
Ts
ToTsnt
t
Ts /2
(b)
(c) ( a)
Q2 D1
Q 1
t
t
V AB
t
t
i L
Ton Ts/2
t Ts
Ton Ts/2
t Ts
(a)
(b)
(c)
输出电压为π电角度的方波交流电，宽度等于Ton（Q1或Q2
的导通时间）。
数量关系
Vab=？
其输出电压有效值为：
D1
Q 1
V AB A
Vin/2
D2 i R
Q2
Q1
Q1 D2
Q2 D1
Q1
t
t
V AB