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[导读]全桥式逆变器是全桥式(Full Bridge)PWM DC/DC转换器的主要组成部分,其主电路如图1所示,它是由四只开关管V1~V2,及其反并联二极管D1~D4,和输出变压器Tr,等组成的。输人

全桥式逆变器是全桥式(Full Bridge)PWM DC/DC转换器的主要组成部分,其主电路如图1所示,它是由四只开关管V1~V2,及其反并联二极管D1~D4,和输出变压器Tr,等组成的。输人直流电源电压为Ui,输出交流电压为U。,变压器Tr,的初级绕组接于两桥臂中点A和B两点,变压器的初级绕组匝数为w1,次级绕组匝数为W2,变比Κ=W1/W2。全桥式逆变器可以采用双极性控制、有限双极性控制和移相控制方式

1.双极性控制方式

全桥式逆变器采用双极性控制方式的工作波形如图1(b)、(c)所示。开关管V1~V2采用的是PWM控制方式。在一个开关周期TS的前半周,开关管V1和V4导通,导通时间为TOn,DU为占空比,

后半周期开关管V2和V3导通,导通时间也为TOn。在开关管V1和V4导通时,如不计开关管的通态压降,则变压器初级绕组上的电压为UAB=-Ui;在开关管V2和V3导通时,初级绕组上的电压为uAB=-Ui;在开关管V1和V4与V2和V3都关断时,初级绕组上的电压UAB=0,在变压器次级开路时,变压器初级绕组上电压UAB的波形,如图1(b)所示,是一个方波电压。调节开关管的导通时间,亦即调节占空比DU,就可以调节电压uAB的脉冲宽度,从而达到调节电压UAB有效值大小的目的。次级电压U。的波形与UAB相同,其幅值为Ui/K.

 

如果次级接的是电阻负载RLd,则流过负载的电流为isO。电流is,的波形与电压UO、UAB相同,其幅值为

。变压器初级电流iP的波形和次级电流is相同,其幅值

。此式也可以写成

式中R1,为次级负载电阻RLd;折算到初级的值。可知,如果变压器为理想变压器,则接在变压器次级的负载电阻RLd与不用变压器,而在A、B两端直接接人电阻R1的效果是一样的。故在开关管V1和V4导通时,流过V1和V4的电流为

,在开关管V2和V3导通时,流过V2和V3的电流也为

,此时开关管V1~V4的反并联二极管D1~D4中没有电流流过。

 

 

 

图3-29 双极性控制方式

如果在变压器的次级接的是电感负载L,在开关管V1和V4导通时,变压器初级电压为UAB=Ui,次级电压UO=K0在电压UO的作用下,负载电流 从零开始增加,增加的速度为

。此电流在

时,即开关管V1和V4将关断时达到最大值

在开关管V1和V4关断时,此 电流不可能发生突然变化,仍将按照原来的方向流动。故必将使二极管D3和D2导通,于是电压UAB=-Ui,Uo的极性反向。在反向电压的作用下 ,负载电感电流将减小,减小的速度与开关管V1和V4开通时的增加速度相同。在这种情况下,变压器初级和次级的电压波形,和电阻负载时有 很大的差别,出现了一块阴影面积。在纯电感负载时此阴影的面积,和电阻负载时的UAB:面积大小相同。故输出电压Uo的波形不仅由开关管v1和v4的导通状态决定,而且还与负载的性质有关。当占空比DU≥

,即开关管V1和v4的导通时间Ton≥Ts/4时,电压UAB的波形变成脉宽为180°电角的方波。即当DU在

~1的范围内变化时,电压UAB和Uo始终是180°脉宽的方波,不受占空比Du变化的影响。由以上分析可知,全桥式逆变器在电感负载时不宜采用这种脉宽控制方式

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