逆變器后級(jí)電路原理,逆變器后級(jí)電路-KIA MOS管

逆變器后級(jí)電路原理

逆變器后級(jí)電路的作用是將高壓直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的交流電，結(jié)構(gòu)采用全橋（H橋）拓?fù)洹?/span>

逆變器后級(jí)電路通過(guò)SPWM控制全橋開關(guān)管，將高壓直流電逆變?yōu)榻涣麟?，并依賴LC濾波器凈化輸出。設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注死區(qū)時(shí)間設(shè)置、米勒電容抑制和驅(qū)動(dòng)電路穩(wěn)定性，以確保高效可靠運(yùn)行。

工作原理

后級(jí)電路通過(guò)控制四個(gè)功率開關(guān)管（通常為MOSFET或IGBT)的導(dǎo)通與關(guān)斷，模擬正弦波交流輸出：

開關(guān)控制：利用SPWM（正弦脈寬調(diào)制）技術(shù)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)。SPWM通過(guò)比較正弦調(diào)制波與高頻三角載波，產(chǎn)生脈沖序列，控制開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，使輸出電壓的平均值逼近正弦波。

電壓轉(zhuǎn)換：當(dāng)上下對(duì)角的開關(guān)管（如Q1與Q4、Q2與Q3）交替導(dǎo)通時(shí)，直流母線電壓被切換為交流方波。

例如：Q1和Q4導(dǎo)通時(shí)，輸出正半周；Q2和Q3導(dǎo)通時(shí)，輸出負(fù)半周。

濾波處理：輸出經(jīng)過(guò)LC濾波器（電感L和電容C)平滑脈沖，濾除高頻諧波，得到純凈的正弦波交流電。

逆變器后級(jí)電路

H橋功率電路

組成：由4個(gè)IGBT或MOSFET（如IRFP460）組成全橋結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)將直流電轉(zhuǎn)換為高頻方波。

驅(qū)動(dòng)方式：上下管采用自舉電容驅(qū)動(dòng)，避免隔離電源，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

工作原理：對(duì)角線上的兩個(gè)管子交替導(dǎo)通，形成高頻交變電流。

SPWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)

信號(hào)生成：通過(guò)比較正弦波與三角波生成SPWM信號(hào)，控制H橋開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間。

調(diào)制方式：雙極性調(diào)制，確保輸出波形失真度低。

死區(qū)時(shí)間：設(shè)置死區(qū)防止上下管直通，通常通過(guò)軟件或硬件實(shí)現(xiàn)。

LC濾波電路

組成：電感（如1mH）與電容（如400V/1μF）組成低通濾波器。

作用：濾除高頻諧波，將方波轉(zhuǎn)換為平滑的正弦波。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：電感值和電容值需匹配，確保截止頻率低于基波頻率。

逆變器后級(jí)電路原理

關(guān)鍵參數(shù)與注意事項(xiàng)

功率管選型：

耐壓：母線電壓的2倍以上（如母線340V，選500V耐壓管）。

電流：根據(jù)輸出功率計(jì)算，例如600W輸出時(shí)，電流約為2.7A（220Vrms）。

死區(qū)時(shí)間設(shè)置：

防止直通：死區(qū)時(shí)間需大于功率管開關(guān)時(shí)間（如500ns）。

軟件實(shí)現(xiàn)：通過(guò)PWM模塊的死區(qū)功能設(shè)置。

濾波器優(yōu)化：

電感損耗：選擇低DCR（直流電阻）電感，減少發(fā)熱。

電容ESR：選用低ESR電容，降低紋波。

保護(hù)電路：

過(guò)流保護(hù)：檢測(cè)H橋電流，超過(guò)閾值時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

過(guò)壓保護(hù)：監(jiān)測(cè)輸出電壓，防止濾波電容過(guò)壓。

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逆變器后級(jí)電路原理