IGBT半桥逆变电路分析

图1是半桥式逆变电路的原理图，它是在全桥式逆变电路的基础上用电容C1、C2代替了Q3、Q4两个IGBT管，而且一般C1=C2，当IGBT管未受触发信号作用时，VC1=VC2=E/2，当Q1管导通时，电容C1沿Q2管向变压器初级绕组N1放电，同时C2通过Q1、N1绕组被电源Ei充电，使VA下降。当Q1截止后Q2被触发导通时，C2放电，C1充电，VA上升，其上升的电压值和前次下降的电压值是相等的。功率管截止时承受的电压及D1、D2管的作用于全桥式完全相同，只是节省了两只功率管，驱动电路也较简单，尤其是它具有较好的抗不平衡能力。这些优点使得半桥式逆变电路应用较为广泛，它的缺点是变压器初级绕组所得的电压总是一个电容（C1或C2）上的电压，近于电源电压E1的一半，为了获得与全桥式电路同样的输出功率，功率管和变压器初级必须通过全桥式电路两倍的电流，所以半桥式电路的输出功率不宜太大。 半桥式逆变电路的拓朴结构如图2 所示，两只串联电容的中点作为参考点， 　　当开关管V1导通时，则UAB＝1/2ui。当开关管砀导通时，则UAB＝-1/2Ui。所以变压器次级的空载电压仍。为一个脉宽小于或等于180°电角的交流方波电压，其脉宽等于TOn，TOn为开关管V₁，或V₂的导通时间。U。的幅值频率等于逆变器的开关频率，即TS为逆变器的开关频率。
　　如果输出端接的是电阻负载RI－d，则负载电流的波形和输出电压U。的波形相同，其幅值IPd=Uo/RLd如图3（b）所示。如果输出端接的是电感负载L，则电感L的电流iL为三角波。在开关管v₁，或V₂导通期间，在电压U。的作用下，电流iL线性增加，其最大值 是开关管V₁和V₂的导通占空比，，开关管V1关断后，电流iL维持原来的方向流动，故变压器的初级电流经过二极管砀续流，于是电压UAB变负，uAB=-1/2Ui。在此电压的作用下，电流iL下降，下降的速度与增加的速度相同。由此可知，在感性负载时开关管V1和V2、二极管D1，和D2是轮流导通的。由于D2的续流，电压UAB和U。上形成一个负的面积，如图3（c）中的阴影部分所示，此情形和推挽式PWM逆变器相似。
如果开关管V1，或V2的导通时间超过1/4，则在电感负载时，电压U。的波形变成为180°的方波，电流iL变成为正、负面积对称的三角波，并不再受开关管V₁和V₂导通时间变化的影响。