定义
单相半桥式逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路结构。它主要由两个开关器件(如功率晶体管、IGBT 等)、两个串联的直流电源分压电容和一个输出变压器(或负载)组成。
电路结构及工作原理
电路结构:两个分压电容(设电容值相同)串联在直流电源两端,它们的连接点为中性点。两个开关器件分别连接在直流电源的正端和负端与负载之间。
工作过程:
当一个开关器件导通(例如连接直流电源正端的开关器件),另一个开关器件截止时,电流从直流电源的正端通过导通的开关器件,经过负载(如变压器初级绕组),再通过电容中性点回到直流电源。此时负载两端的电压为正。
当另一个开关器件导通(连接直流电源负端的开关器件),原来导通的开关器件截止时,电流从直流电源的负端通过导通的开关器件,经过负载,然后通过电容中性点回到直流电源。此时负载两端的电压为负。
通过交替控制两个开关器件的导通和截止,就可以在负载两端得到一个交流电压。例如,设直流电源电压为,两个串联电容各分得的电压,当连接正端的开关器件导通时,负载两端电压近似为;当连接负端的开关器件导通时,负载两端电压近似为。
特点
优点:
电路相对简单,使用的开关器件数量较少,成本较低。
有一定的抗不平衡能力,因为两个分压电容可以在一定程度上平衡电路的直流分量。
缺点:
输出电压幅值较低,其最大值只有直流电源电压的一半,在一些需要较高电压输出的场合不太适用。
功率容量相对较小,适用于小功率逆变场合。
应用场景
主要用于小功率的逆变电源,如一些小型的不间断电源(UPS),用于为计算机等低功率设备提供应急交流电源。也用于一些对输出功率要求不高的交流电机调速系统中的逆变环节等。