[建筑]南京康尼科技有限公司多功能太陽能電源教學(xué)_方案(編輯修改稿)
2025-06-18 17:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 50 或者 60HZ）時(shí)，電容必須選取較大的容量， 使電路的成本上升，因此該電路主要用于高頻逆變場合。 單相全橋逆變電路 單相全橋逆變電路也稱“ H 橋”電路，其電路拓樸結(jié)構(gòu)如圖 25 所示，由兩個(gè)半橋電路組 成，以 1800 方波為例說明單相全橋電路的工作原理，功率開關(guān)元件 Q1 與 Q4 互補(bǔ)， Q2 與 Q3 互補(bǔ)，當(dāng) Q1 與 Q3 同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電壓 U0= +Ud；當(dāng) Q2 與 Q4 同時(shí)悼通時(shí)，負(fù)載兩 端 U0= Ud， Q1 Q3 和 Q2 Q4 輪流導(dǎo)通，負(fù)載兩端就得到交流電能。 圖 25 單相全橋電路拓樸結(jié)構(gòu) 圖 26 全橋輸出電壓、電流波形 假設(shè)負(fù)載具有一定電感， 即負(fù)載電流落后與電壓 Φ 角度， Q1Q3 功率管柵極加上驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)， 在 由于電流的帶后，此時(shí) D1 D3 仍處于導(dǎo)通續(xù)流階段，當(dāng)經(jīng)過 y 電角度時(shí)，電流過零，電源向 負(fù)載輸送有功功率， 同樣當(dāng) Q2 Q4 加上柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí) D2D4 仍處于續(xù)流狀態(tài)， 此時(shí)能量從負(fù) 載饋送回直流側(cè)，再經(jīng)過 y 電角度后， Q2 Q4 才真正流過電流。單相全橋電路上述工作 狀況下 Q1Q3 和 Q2Q4 分別工作半個(gè)周期，其輸出電壓波形為 180 度的方波，事實(shí)上這種控制方式并 不實(shí)用，因?yàn)樵趯?shí)際的逆變電源中輸出電壓是需要可以控制和調(diào)節(jié)的， 下面介紹輸出電壓的調(diào)節(jié)方法 —— 移相調(diào)壓法和脈寬調(diào)壓法。 3． 1 移相調(diào)壓法 圖 27 為移相控制原理， Q1 Q4 互鎖， Q2 Q3 互鎖，且均為 180℃方波信號(hào)，但 Q1Q4 橋 臂所加的方波與 Q2 Q3 橋臂所加的方波相位錯(cuò)開￠角度， 圖 27 移相控制原理 假設(shè)負(fù)載功率因數(shù)在（ 0~ 1）之間，且電流滯后 于電壓某一角度，則移相電路可分為 6 個(gè)不同 的工作時(shí)間段： 第一時(shí)段：有功輸出模式，輸出電壓電流均為正 —— Q1 Q3 導(dǎo)通 第二時(shí)段：續(xù)流模式，電壓為零但電流為正 —— Q1 Q2 導(dǎo)通 第三時(shí)段：回饋模式，電壓為負(fù)但電流為正 —— D2D4 導(dǎo)通 第四時(shí)段：有功輸出模式，電壓為負(fù)電流為負(fù) —— Q2 Q4 導(dǎo)通 第五時(shí)段：續(xù)流模式，電壓為零但電流為負(fù) —— Q4 D3 導(dǎo)通 第六時(shí)段：回饋模式，電壓為正但電流為負(fù) —— D1D3 導(dǎo)通 采用移相控制方式調(diào)節(jié)輸出電壓只 需調(diào)節(jié)相移角 y 即可，由于四個(gè)功率開關(guān)元件和四個(gè)續(xù)流二 極管輪流對(duì)稱工作，因此每個(gè)器件所承受的應(yīng)力對(duì)稱相等，對(duì)延長器件壽命有利。 3． 2 脈寬調(diào)節(jié)法 脈寬調(diào)節(jié)的控制波形如圖 28 所示， 用一個(gè)幅值為 Ur 的直流參考電平與幅值為 Uc 的三角 波載波信號(hào)進(jìn)行比較，得到 Q1 Q3 和 Q2Q4 的基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中 Q1 和 Q4 互補(bǔ)。當(dāng) Uc 在 0～ 1 范圍內(nèi)變化時(shí)，脈沖寬度可在 0～ 1800 范圍內(nèi)變化，從而改變輸出電壓 Uo。圖 28 所示 的控制方式中“ H 橋”斜對(duì)角的功率開關(guān)同時(shí) 導(dǎo)通和關(guān)斷，四個(gè)功率開關(guān)在 區(qū)間， 區(qū)間， 區(qū)間均不導(dǎo)通， 在這種情況下若負(fù)載功率因數(shù)在 （ 0~1） 之間， 續(xù)流二極管將完成部分能量從負(fù)載回饋至直流側(cè)的作用，這種工作方式中輸出只有 +1 兩種 狀態(tài)，我們稱之為雙極性調(diào)制；與之相反的單極性調(diào)制法是保證輸出具有 + 0、 1 三種狀態(tài)。 單相方波逆變器的輸出波形分析 推挽式、半橋式、全橋式逆變器輸出的方波或矩形波，如圖 29 所示。 圖 29 矩形波形 a）脈寬為 1800 b)脈寬為（ 1800 y） 圖 29a 所示方波的傅里葉級(jí)數(shù)展開式為 式中 i U —— 推挽式方波逆變器一次測單個(gè)繞組上的電壓； 1 N —— 推挽式方波逆變器一次測兩個(gè)相同的繞組匝數(shù)； 2 N —— 推挽式方波逆變器二次測繞組匝數(shù)； 方波中含有幅值為 4Ui N2 I（ N1π）的基波分量外，還含有較大的低次諧波（ 3， 5， 7， 9 次） 分量。該方波輸出電壓的有效值為 其基波分量的有效值為 方波輸出電壓的畸變率 THD 為 脈寬為 的矩形波，如圖 29b 所示，輸出電壓的傅里葉級(jí)數(shù)展開式為 該矩形波同樣只含有各奇次諧波， 并且基波及諧波的幅值隨脈寬變化， 當(dāng)脈寬等于 1200 時(shí)， 次 3 及 3 倍數(shù)次諧波等于零。由圖 29b 可知，脈寬 Φ 與調(diào)制度 m 有關(guān)，即 式中 ? Φ —— 脈寬、 m—— 調(diào)制度 輸出電壓的有效值為 由式（ 24）（ 25）（ 26）可知， n 次諧波的含量 U2n /（ Ui N2 /N1） 、 、 、總的諧波畸變度 THD 與 調(diào)制度 m 的關(guān)系， 如圖 210 所示。 矩形波的 THD 隨脈寬變化
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