三相全橋逆變電路,原理圖詳解-KIA MOS管

三相全橋逆變電路

三相全橋逆變電路由六個(gè)功率開關(guān)器件構(gòu)成，其功能是將直流電轉(zhuǎn)換為相位差120°的三相交流電，廣泛應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動、新能源發(fā)電等領(lǐng)域。

工作原理：

電路由三個(gè)橋臂組成，每個(gè)橋臂的上下兩個(gè)開關(guān)管互補(bǔ)導(dǎo)通（即同一橋臂的上管和下管不能同時(shí)導(dǎo)通），通過控制這六個(gè)開關(guān)器件（如IGBT或MOSFET）的導(dǎo)通順序來生成三相交流輸出。

六步換流與PWM控制：生成交流電主要有兩種方式。

六步換流（方波輸出）：開關(guān)按特定時(shí)序切換，每60°電角度改變一次開關(guān)狀態(tài)，一個(gè)周期內(nèi)進(jìn)行六次狀態(tài)切換，從而直接產(chǎn)生三相方波電壓。

正弦脈寬調(diào)制（SPWM）：這是更常見且能輸出高質(zhì)量正弦波的方法。將三相正弦調(diào)制波（相位互差120°）與高頻三角載波進(jìn)行比較，比較結(jié)果生成驅(qū)動信號控制對應(yīng)開關(guān)管的通斷。通過調(diào)節(jié)調(diào)制波的幅值和頻率，可以精確控制輸出電壓的幅值、頻率及波形。

輸出電壓的形成：負(fù)載（如電機(jī)）感受到的電壓是線電壓，即不同橋臂輸出點(diǎn)之間的電壓差。通過PWM調(diào)制，各橋臂中點(diǎn)對直流母線負(fù)端的電壓（相電壓基波）近似為正弦波，其線電壓則由這些相電壓合成，最終得到三相平衡的交流電壓。

電路拓?fù)渑c結(jié)構(gòu)組成：

核心器件：電路拓?fù)渫ǔ０鶄€(gè)全控型功率開關(guān)器件（分為三個(gè)橋臂）、六個(gè)反并聯(lián)的續(xù)流二極管（為感性負(fù)載電流提供續(xù)流通路）、直流輸入母線以及連接在橋臂中點(diǎn)上的三相負(fù)載。

橋臂結(jié)構(gòu)：每個(gè)橋臂可視為一個(gè)半橋單元，三相全橋逆變電路可理解為由三個(gè)半橋逆變器組合而成。負(fù)載可以連接為星形（Y）或三角形（△）方式。

直流側(cè)與濾波：輸入端為直流電源（如電池或整流后的直流電）。輸出端通常需連接LCL濾波器等以濾除PWM產(chǎn)生的高頻諧波，獲得平滑的正弦波電流。

三相全橋逆變電路原理圖

三相全橋逆變電路

三相橋式逆變電路由直流電源和三組橋臂組成，負(fù)載為星形連接。當(dāng)T1導(dǎo)通時(shí)，a點(diǎn)接于直流電源正極，當(dāng)T4導(dǎo)通時(shí)，a點(diǎn)接于直流電源負(fù)極，b、c點(diǎn)電位也是由其橋臂上下管的開關(guān)狀態(tài)決定。各橋臂上下驅(qū)動脈沖互補(bǔ)，為50%占空比的方波，即每個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間為180度。按圖中開關(guān)器件的標(biāo)號，其驅(qū)動信號彼此相差60度。