单相电压型逆变电路原理分析

1、论2. 1 IGBT 的简述绝缘栅双极晶体管（Insulated-gate Bipolar Transistor）,英文简写为IGBT。
它是一种典型的全控器件。
它综合了 GTR 和 MOSFET 的优点，因而具有良好的特性。
现已成为中、大功率电力电子设备的主导器件。
IGBT 是三端器件，具有栅极 G、集电极 C 和发射极 E。
它可以看成是一个晶体管的基极通过电阻与MOSFET 相连接所构成的一种器件。
其等效电路和电气符号如下：图 2-1 IGBT 等效电路和电气图形符号它的开通和关断是由栅极和发射极间的电压 所决定的。
当 UGE 为正且大于开启电压 UGE 时，MOSFET 内形成沟道，并为晶体管提供基极电流进而是 IGBT 导电 子 技 术 课 程 设 计 说 明 书第 2 页 共 14 页通。
由于前面提到的电导调制效应，使得电阻 减小，这样高耐压的 IGBT 也具有很小的通态压降。
当山脊与发射极间施加反向电压或不加信号时，MOSFET 内的沟道消失，晶体管的积极电流被切断，使得 IGBT 关断。
2.2 电压型逆变电路的特点及主要类型根据直流侧电源性质的不同可分为两种：直流侧是电压源。

2、是逆变电路。
由于电压型逆变电路具有直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；阻感负载时需要提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管等特点而具有广泛的应用范围。
电 压 型 逆 变 电 路 主 要 用 于 两 方 面 ： 笼 式 交 流 电 动 机 变 频 调 速 系 统 。
由于 逆 变 电 路 只 具 有 单 方 向 传 递 电 能 的 功 能 ， 故 比 较 适 用 于 稳 态 运 行 、 无 需 频 繁 起 制动 和 加 、 减 速 的 场 合 。
不 停 电 电 源 。
该 电 源 在 逆 变 输 入 端 并 接 蓄 电 池 ， 类 似 于 电压 源 。
图 1 单相电压型全桥逆变电路电力电子技术课程设计- 3 -(二) 研究的目的及其意义 在教学及实验基础上，设计单相电压型全桥逆变电路及其控制与保护电路，并通过使用 simulink 对课程中理论对电路进行仿真实现，进一步了解单相电压型全桥逆变电路的工作原理、波形及计算。
培养学生运用所学知识综合分析问题解决问题的能力。
在电。

3、2/2013 学年第 一 学期学 院 ： 信息与通讯工程学院专 业 ： 电气工程及其自动化学 生 姓 名 ： 胡定章 学 号： 1005044245课 程设计题目 ： IGBT 单相电压型全桥无源逆变电路设计起 迄 日 期 : 12 月 24 日 01 月 4 日课 程 设 计 地 点 : 电气工程系软件实验室指 导 教 师 : 石喜玲 系 主 任 ： 王忠庆下达任务书日期: 2012 年 12 月 24 日中北大学电子技术课程设计课 程 设 计 任 务 书1设计目的：1.加深理解电力电子技术课程的基本理论2.掌握电力电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力3.学习 MATLAB 仿真软件及各模块参数的确定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）：设计条件：1.电源电压：直流 Ud=100V2.输出功率：300W3.输出电压波行 1KHz 方波，脉宽 904.阻感负载根据课程设计题目和设计条件，说明主电路的工作原理、计算选择元器件参数。
设计内容包括：1.IGBT 电流、电压额定参数选择2.IGBT 控制电路的设计3设计工作。

4、程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。
其目的是训练学生综合运用学过的各种变流电路原理的基础知识，独立完成查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告的能力，使学生进一步加深对变流电路基本理论的理解和基本技能的运用，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
2 工作原理概论2.1 IGBT单相电压型半桥无源逆变电路2.1.1单相电压型逆变电路（1）半桥逆变电路结构及其工作原理V1和 V2栅极信号各半周正偏、半周反偏，二者互补。
输出电压 uo为矩形波，幅值为 Um=Ud/2，输出电流 io波形随负载而异，感性负载时，V 1或 V2通时，i o和uo同方向，直流侧向负载提供能量，VD 1或 VD2通时，i o和 uo反向，电感中贮能向直流侧反馈，VD 1、VD 2称为反馈二极管，还使 io连续，又称续流二极管。
单相半桥电压型逆变电路及其工作波形中 北 大 学 电 子 技 术 课 程 设 计 说 明 书第 2 页 共 8 页优点：简单，使用器件少。
缺点：交流电压幅值 Ud/2，直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均衡，用于几 kW 以下的小功率逆变电源。
2.1.2 IGBT绝缘栅双极型晶体。

5、发展具有下列特点：传统的相控整流设备已经被先进的高频开关整流设备所取代。
系统的设计已经由固定式演化成模块化，以适应各种等级、各种模块通信设备的要求。
加上阀控式密封铅酸蓄电池的广泛应用，为分散供电创造了条件。
从而大大提高了通信网运行可靠和通信质量。
高频开关整流器采用模块化设计、N1 配置和热插拨技术，方便了系统的扩展，有利于设备的维护。
由于整流设备和配电设备等配备了微机监控器，使系统设备具有了智能化管理功能和故障保护及自保护功能。
新旗舰、新技术、新材料的应用，使高频开关整流器跃上了一个新台阶。
第二章 设计方案及其原理2.1 电压型逆变器的原理图原理框图等效图及其输出波形当开关 S1、S4 闭合， S2、S3 断开时，负载电压 uo 为正；当开关 S1、S4 断开， S2、S3 闭合时，u o 为负，如此交替进行下去，就在负载上得到了由直流电变换的交流电，uo 的波形如上图 (b)所示。
输出交流电的频率与两组开关的切换频率成正比。
这样就实现了直流电到交流电的逆变。
t( b )( a )uot3t2t1iouoOZuoioUd_+S3S2S4S12.2 电压型单相全桥逆变电路它共有 4 个桥。

6、电阻Ud=1.17U2 cosa晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即 22245.63UURM晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二次相电压的峰值，即 2UFM电阻电感。

7、 单相电压型逆变电路原理分析 电压型单相半桥逆变电路 电容分压， 半桥电路 T1 、T2 交替通、断 二级管 D 的作用，感性负载续流 . . R、L 负载时， T、D 交替导电 电压型单相全桥逆变电路 电压型单相全桥逆变电路 。

8、单相电压型逆变电路原理分析 电压型单相半桥逆变电路 电容分压，半桥电路 T1、T2交替通、断 二级管D的作用，感性负载续流 R、L负载时，T、D交替导电 电压型单相全桥逆变电路 电压型单相全桥逆变电路 T1、T4一组和T2、T3另一组交替通、断。
当负载为感性时 臂内换流：同一个导通臂内的元件之间换流，而且换流是在ia=0 时进行的称自然换流。
臂间换流：指电流由一个导通臂转移到另一个导通臂，。