逆变器上下桥臂电路

电机（十）——三相电压型逆变电路

       电机技术中，逆变电路是一个关键环节，它实现了直流电向交流电的转换。逆变电路根据储能元件的不同，主要分为电压型和电流型两种类型。其中，我们重点探讨的是三相电压型逆变电路。

       三相电压型逆变电路通常由三个单相逆变器组合而成，其工作原理独特。采用180°导电方式，即同一相的上下两个臂交替导通，且三个相开始导电的角度差为120°。在这种模式下，每一瞬间，三个桥臂会同时导通，称为纵向换流。这种设计确保了电路的高效运行。

       当接入负载时，我们关注的是负载线电压，即负载两端的电压，以及负载相电压，这是指负载中点N与直流电源假想中点N'之间的电压。而在负载中点，即N点，如果负载是三相对称的，那么UUN（A相）、UVN（B相）和UWN（C相）的电压之和会等于零。

       深入理解三相电压型逆变电路，还需要通过傅里叶级数展开的方法进行数学分析，这将帮助我们更精确地掌握电路的动态特性。然而，深入的数学推导部分在此处暂未展开，后续的内容将对此进行详细的探讨。

在医学影像设备中,什么是桥式逆变？

       是逆变器的输出级。也叫桥式驱动电路，是变频器、UPS 等设备的输出电路。M1、M4 导通，M2 、M3 截止时，负载RL 上的电流方向是从上到下；M2、M3 导通，M1 、M4截止时，负载电流方向相反，达到交流输出的目的。

       功率管工作在开关状态，输出是高频方波，在负载上的电流接近正弦波。

逆变器原理

       逆变器是一种关键设备，它能将直流电转换为交流电，其核心组成部分包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路。这些组成部分协同作用，使得直流电源（如电池、太阳能电池）的电能可以转化为交流电，广泛应用于不间断电源(UPS)和太阳能发电系统等场合。本文主要聚焦于逆变桥的工作原理，包括半桥逆变电路、全桥逆变电路和推挽逆变电路。

       半桥逆变电路由V1和V2两个开关管构成，它们的栅极信号交替正偏和反偏。电流在V1导通V2截止时，通过L和R，形成矩形波输出。全桥逆变电路则由四个开关管和续流二极管组成，每个桥臂为一个半桥电路，确保电流路径和输出电压的稳定。推挽逆变电路则通过两个IGBT交替工作，提供无功能量的反馈通道，变压器匝比为1:1时，其输出与全桥电路类似，但开关器件和电压利用率有所不同。

       逻辑控制电路是逆变器的灵魂，负责精确控制IGBT管子的开关状态，确保输出波形的正确。总的来说，逆变器的原理复杂且精密，每个电路结构都有其独特设计和工作原理，以实现高效、稳定的电能转换。

新能源汽车中电机控制器（Inverter）原理

       一、逆变原理涉及将直流电转化为交流电的过程，这一过程通过调整直流电，使其成为特定频率的交流电，从而为负载供电。具体原理如图1所示，该图展示了由S1至S4组成的桥式电路；其中S1和S2构成一个桥臂，S3和S4构成另一个桥臂，形成两桥臂结构；同一桥臂的两个开关管不能同时导通；通过改变开关切换周期，可以调整输出交流电的频率。

       图1 DC/AC原理

       S1、S4闭合，S2、S3断开时的电路流向和输出波形，如图2所示

       图2 S1、S4闭合时输出波形

       S2、S3闭合，S1、S4断开时的电路流向和输出波形，如图3所示

       图3 S2、S3闭合时输出波形

       二、典型电路中最简单的设计就是使用4个IGBT管替代S1至S4四个开关，通过控制器来控制S1至S4的通断，从而实现基本的逆变，如图4所示

       图4 典型逆变电路

       由于桥式逆变具有降压特性，为了输出合适的电压，可以使用升压变压器，如图5所示

       图5 带升压变压器的逆变电路

       三、三相逆变电路使用6个IGBT管替代S1至S6等6个开关，通过控制器控制S1至S6的通断，实现三相逆变，如图6所示

       图6 三相逆变电路

       四、新能源汽车中电机控制器原理LearnEngineering制作的动画，该视频通过步进逻辑的方式解释了如何从直流电源中获取纯正弦的电功率输出。

       随着电动汽车和可再生能源技术的迅猛发展，逆变器在现代技术世界中扮演着至关重要的角色。逆变器负责将直流电源转换为交流电源，并广泛应用于不间断电源、电机控制以及有源电力滤波等领域。

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