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半桥逆变器由两个单端正激式变换电路组合原理

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半桥逆变器由两个单端正激式变换电路组合原理

整流电路是将输入工频交流电源变换成逆变器工作所需的直

流电源,而逆变器是将整流后的直流电压变换成高频交流电压

(或电流),完成DC/AC的转换功能,满足中频电炉性能及工艺技术要求。

一般民用中频电炉的输出功率不大,DC/AC变换器电路通常采

用单管或半桥结构。工业中频电炉电源要求具有大的输出功率,特别是用于金属热处理、熔炼等中频电炉电源,输出功率在几百千瓦至上千千瓦,变换器的电路几乎都采用全桥电路结构。半桥逆变器电路

半桥逆变器实际上也是由两个单端正激式变换电路组合而成,其中,.

个桥臂由两个特性相同、容量相等的电容器承担,每个电容器承受1/2的直流母线电压,另一桥臂由两个受脉宽调制(PWM)信号控制驱动的半导体功率开关管承担,故称半桥变换器,即Half-Bridge Converterso控制功率器件开关的驱动信号互补,相差1 800,两个PWM驱动信号之间留有死压时间,防止信号扰动时导致两个功率开关器件同时导通,造成器件损坏及逆变失败。

标准的半桥逆变电路结构图。 R1、R2为桥臂电容器Cl、C2的均压和电荷泄放电阻,并确保R1 =R2,Cl=C2,制造过程中应对上述四

个元件进行检测,挑选配对使用。功率开关器件通常在高频加热电源中使用场效应晶体管MOSFET及绝缘栅双极性晶体管IGBT,其工

作状态受PWM驱动脉冲控制,并接于VT1、VT2上的二极管VD1、VD2用于电感电流续流、能量再生通路。通常这两个二极管封装在功率器件内部,外部不必另接二极管

在半桥逆变器的两桥臂中点A、B接负载。对电磁中频电炉电源而言,可

直接串联谐振电路的加热绕组L,及谐振补偿电容Cr,或者通过匹配变压器输

出,匹配变压器的一次侧NP接在两桥臂的中点A、B,二次与加热绕组L,和

谐振电容Cr连接。

图3 - 16是半桥变换器电路的波形图,说明两个功率开关器件VT1、VT2

和PWM驱动信号Ugl、Ug2的相位关系,桥臂中点电压Ugl与Ug2、的对应关系。开关管截止时,VT1、VT2承受的电压应力为