工作原理及波形分析在小功率场合，整流部分大多采用电容滤波的单相不可控整流电路，其电路及波形如图2.35 所示。图2.35带电容滤波的单相桥式不可控整流电路及波形基本数量关系1）输出直流电压平均值Ud空载时，相当于开路，R=∞，电容不放电，一直保持u2 峰值不变，重载时，电容放电很快，几乎失去了保持的作用，ud 跟着u2 变化，ud 波形与电阻负载不可控整流电路相同，直流电压平均值Ud=0.9U2。......
2025-09-29
单相桥式PWM逆变电路介绍
【摘要】：图6.4 所示为单相桥式PWM 逆变电路，负载为感性，IGBT 作为开关器件。在输出电压uo 的正半周，让V1 保持通态，V2 保持断态，V3 和V4 交替通断。图6.4单相桥式PWM 逆变电路图6.5单极性PWM 控制方式波形控制V3 和V4 通断的方法如图6.5 所示。在ur 和uc 的交点时刻控制IGBT 的通断。像这种在ur 的半个周期内三角载波只在正极性或负极性一种极性范围内变化，所得到的PWM 波形也只在单个极性范围变化的控制方式称为单极性PWM 控制方式。无论哪种情况都是输出电压uo=Ud。
图6.4 所示为单相桥式PWM 逆变电路，负载为感性，IGBT 作为开关器件。工作时，V1 和V2 的通断状态互补，V3 和V4 的通断状态也互补。在输出电压uo 的正半周，让V1 保持通态，V2 保持断态，V3 和V4 交替通断。由于负载电流比电压滞后，因此在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负。在负载电流为正的区间，V1 和V4 导通时，uo=Ud。V4 关断时，负载电流通过V1 和VD3 续流，uo=0。在负载电流为负的区间，仍为V1 和V4 导通时，因io 为负，故io 实际上从VD1 和VD4 流过，仍有uo=Ud；V4 关断，V3 开通后，io 从V3 和VD1 续流，uo=0。这样，uo 总可以得到Ud 和零两种电平。同样，在uo 的负半周，让V2 保持通态，V1 保持断态，V3 和V4 交替通断，负载电压uo 可以得到-Ud 和零两种电平。
图6.4 单相桥式PWM 逆变电路
图6.5 单极性PWM 控制方式波形(https://www.chuimin.cn)
控制V3 和V4 通断的方法如图6.5 所示。调制信号ur 为正弦波，载波uc 在ur 的正半周为正极性的三角波，在ur 的负半周为负极性的三角波。在ur 和uc 的交点时刻控制IGBT 的通断。在ur 的正半周，V1 保持通态，V2 保持断态，当ur>uc 时使V4 导通，V3 关断，uo=Ud；当ur<uc 时使V4 关断，V3 导通，uo=0。在ur 的负半周，V1 保持断态，V2 保持通态，当ur<uc 时使V3 导通，V4 关断，uo=-Ud；当ur>uc 时使V3 关断，V4 导通，uo=0。这样，就得到了SPWM 波形uo。图中的虚线uof表示uo 中的基波分量。像这种在ur 的半个周期内三角载波只在正极性或负极性一种极性范围内变化，所得到的PWM 波形也只在单个极性范围变化的控制方式称为单极性PWM 控制方式。
和单极性PWM 控制方式相对应的是双极性控制方式。图6.4 的单相桥式逆变电路在采用双极性控制方式时的波形如图6.6 所示。采用双极性方式时，在ur 的半个周期内，三角载波不再是单极性的，而是有正有负，所得的PWM 波也是有正有负。在ur 的一个周期内输出的PWM 波只有±Ud 两种电平，而不像单极性控制时还有零电平，仍然在调制信号ur 和载波信号uc 的交点时刻控制各开关器件的通断。在ur 的正负半周，对各开关器件的控制规律相同。即当ur>uc 时，给V1 和V4 以导通信号，给V2 和V3 以关断信号，这时如io>0，则V1 和V4导通；如io<0，则VD1 和VD4 导通。无论哪种情况都是输出电压uo=Ud。当ur<uc 时，给V2和V3 以导通信号，给V1 和V4 以关断信号，这时如io<0，则V2 和V3 导通；如io>0，则VD2 和VD3 导通，无论哪种情况都是uo=-Ud。
图6.6 双极性PWM 控制方式波形
可以看出，单相桥式电路既可采用单极性调制，也可以采用双极性调制。由于对开关器件通断控制的规律不同，它们的输出波形也有较大的不同。
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