在電力電子領域，單相電壓源逆變器扮演著重要的角色。它們能夠將直流電源轉換為交流電源，廣泛應用于各種設備中。本文將重點介紹三種單相電壓源逆變器：推挽式逆變電路、半橋式逆變電路和單相全橋式逆變電路，并分別分析其工作原理和特點。

推挽式逆變電路

推挽式逆變電路

工作原理

推挽式逆變電路由兩只共負極的功率開關元件和一個初級帶有中心抽頭的升壓變壓器組成。當VT1導通，VT2截止時，變壓器輸出端感應出正電壓；當VT2導通，VT1截止時，同樣輸出正電壓。這種電路結構使得功率管可以共地驅動，簡化了電路設計。

推挽電路波形

特點

電路拓撲結構簡單。

功率管承受開關電壓為2倍的直流電壓，適用于直流母線電壓較低的場合。

變壓器利用率較低，驅動感性負載時存在困難。

半橋式逆變電路

半橋式逆變電路

工作原理

半橋式逆變電路使用兩只串聯電容的中點作為參考點。當VT1開通時，電容C1上的能量釋放到負載上；當VT2導通時，電容C2上的能量釋放到負載上。由于電容兩端的電壓相同，這種設計不會產生磁偏或直流分量，非常適合后級帶動變壓器負載。

特點

適用于高頻逆變場合，因為電容需要選取較大容量以維持電路穩定，導致成本上升。

電流環路分析顯示，開關管體二極管提供反饋能量通道，同時負責負載電流的續流過程。

單相全橋式逆變電路

工作原理

全橋式逆變電路的工作原理與半橋式類似，但結構更為復雜。它同樣包含四個功率開關管，但連接方式有所不同。當一組對角線上的開關管導通時，另一組對角線上的開關管截止，從而形成一個完整的電流環路。

特點

能夠提供更高的輸出電壓和電流容量，適用于大功率應用場合。

電流環路分析表明，開關管體二極管同樣提供反饋能量通道和負載電流的續流過程。

相對于推挽式和半橋式逆變電路，全橋式逆變電路具有更高的效率和更好的性能表現。

總結

單相電壓源逆變器包括推挽式逆變電路、半橋式逆變電路和單相全橋式逆變電路等多種類型。每種類型都有其獨特的工作原理和特點，適用于不同的應用場合。在實際應用中，需要根據具體需求選擇合適的逆變器類型，以滿足系統的性能和可靠性要求。

審核編輯 黃宇