上次我们简单的谈了逆变电路的基本工作原理以及换流方式。根据直流侧电源性质的不同，我们可以将逆变电路非为电压型和电流型，今天我们先来聊聊电压型逆变电路的相关知识。

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引言

直流电源侧是电压源的逆变电路我们成为电压型，电压型逆变电路的特点：

①直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；

②由于直流电压源的钳位作用，输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；

③阻感负载时需提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。

电压型逆变电路的举例(全桥逆变电路)

在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，两个电容的联结点便成为直流电源的中点，负载联接在直流电源中点和两个桥臂联结点之间。

工作原理：设开关器件V1和V2的栅极信号在一个周期内各有半周正偏，半周反偏，且二者互补。输出电压uo 为矩形波，其幅值为Um=Ud/2。

电路带感性负载是的电流波形如下：

t2时刻给V1关断信号，给V2开通信号，则V1关断，但感性负载中的电流io不能立即改变方向，于是VD2导通续流，当t3时刻io降零时，VD2截止， V2开通，io开始反向。V1或V2通时，io和uo同方向， 直流侧向负载提供能量；VD1或VD2通时，io和uo反向，电感中贮能向直流侧反馈。VD1、VD2称为反馈二极管,它又起着使负载电流连续的作用，又称续流二极管。

半桥逆变电路的优点是：电路拓扑简单，使用器件少；其缺点是输出交流电压的幅值Um仅为Ud/2，且直流侧需要两个电容器串联，工作时还要控制两个电容器电压的均衡。因此，半桥电路常用于几kW以下的小功率逆变电源。

全桥逆变电路

基本电路拓扑如下：

共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成，两对桥臂交替导通180°，输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，但幅值高出一倍。在这种情况下，要改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。

Ud的矩形波uo展开成傅里叶级数得

其中基波的幅值Uo1m和基波有效值Uo1分别为

移相调压方式

V3的基极信号比V1落后θ(0＜θ＜180°)。V3、V4的栅极信号分别比V2、V1的前移180°-θ。输出电压是正负各为θ的脉冲。

工作过程:

①t1时刻前V1和V4导通，uo=Ud；

②t1时刻V4截止，而因负载电感中的电流io不能突变，V3不能立刻导通，VD3导通续流，uo=0。

③t2时刻V1截止，而V2不能立刻导通， VD2导通续流，和VD3构成电流通道，uo=-Ud。

④到负载电流过零并开始反向时，VD2和VD3截止，V2 和V3开始导通，uo仍为-Ud。

⑤t3时刻V3截止，而V4不能立刻导通， VD4导通续流，uo再次为零。

改变θ就可调节输出电压！

带中心抽头变压器的逆变电路

基本电路拓扑如下：

交替驱动两个IGBT，经变压器耦合给负载加上矩形波交流电压。两个二极管的作用也是提供无功能量的反馈通道。Ud和负载参数相同，变压器匝比为1:1:1时，uo和io波形及幅值与全桥逆变电路完全相同。

与全桥电路相比较:

①比全桥电路少用一半开关器件；

②器件承受的电压为2Ud，比全桥电路高一倍。

③必须有一个变压器。

三个单相逆变电路可组合成一个三相逆变电路。基本工作方式是180°导电方式。同一相(即同一半桥)上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120 °，任一瞬间有三个桥臂同时导通，每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流。

工作波形

对于U相输出来说，当桥臂1导通时，uUN'=Ud/2，当桥臂4导通时，uUN'=-Ud/2，uUN'的波形是幅值为Ud/2的矩形波，V、W两相的情况和U相类似。

负载线电压uUV 、uVW 、uWU 可由下式求出

负载各相的相电压分别为

把上面各式相加并整理可求得

设负载为三相对称负载，则有uUN uVN uWN=0，故可得

负载参数已知时，可以由uUN的波形求出U相电流iU的波形，下图给出了阻感性负载下φ≤π/3时的iU的波形

把桥臂1、3、5的电流加起来，就可得到直流侧电流id 的波形，如下图所示，可以看出id每隔60°脉动一次。

基本的数量关系

①把输出线电压uUV利用傅里叶展开，可以得出输出电压的有效值UUV为

其中基波幅值UUV1m和基波有效值UUV1分别为

②把输出相电压uUN利用傅里叶展开，可以得出输出电压的有效值UUN为

其中基波幅值UUN1m和基波有效值UUN1分别为

为了防止同一相上下两桥臂的开关器件同时导通而引起直流侧电源的短路， 要采取“先断后通”的方法。

以上便是电压型逆变电路的基本电路类型，由于我们实际中电压源的常见，所以一般都会采用电压型逆变电路，当然这只是其中一个原因。等我们把电流型逆变电路相关的聊完，会对电压型和电流型逆变电路进行一个比较客观的对比。