半桥电路和全桥电路的区别

电力电子课程设计单相桥式半控整流电路

摘要

电力电子技术课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。本次课程设计要完成单相桥式半控整流电路的设计，对电阻负载供电，并使输出电压在0到180伏之间连续可调，由于是半控电路，因此会用到晶闸管与电力二极管。此外，还要用MATLAB对设计的电路进行建模并仿真，得到电压与电流波形，对结果进行分析。

关键词：半控 整流 晶闸管

电力电子课程设计单相桥式半控整流电路

目录

1 设计内容及要求................................................... 1 2 电路的设计及工作原理............................................. 2 3 元器件的选择..................................................... 4

3.1 晶闸管 ..................................................... 4

3.1.1 晶闸管的结构与工作原理................................ 4 3.1.2 晶闸管的选择

LLC谐振半桥的主电路设计指导

近年来，LLC谐振半桥因为成本低、效率高而且结构简单，获得了电源工程师的广泛认可，从而迅速在中低功率（100W-2000W）范围内得到了广泛应用。

关于LLC谐振半桥的理论分析，各类论文已经介绍的比较详细，因此在这里不再赘述，仅仅把主电路参数的设计过程，以及设计中用到的主要公式分列如下。

一、所需的初始设计条件

LLC变换器仅适用于输入电压波动范围比较窄的高压直流输入场合，因此前级一般有PFC级，且LLC电路不适合用于需要长保持时间的场合。设计时，所需的初始限定条件主要是：

1、 输入额定直流电压Vin?e、最低工作直流电压Vin?min、最高直流输入电压Vin?max； 2、 额定输出电压Vo、额定输出电流Io； 3、 预期的谐振频率fr；

4、 输出线路压降（含二极管压降、PCB走线以及电缆压降）Vd；

5、 K值（K值的大小将影响到工作频率范围，并对效率略有影响。一般取4-7之间）； 6、 变压器磁芯截面积Ae与工作磁感应强度Bmax，变压器原边匝数NP，副边匝数NS;

二、设计计算过程

1、 计算变比

一般来说，为了使电源达到比较高的变换效率，我们会把满载工作点设置在谐振频率位置，或略有轻微调整

LLC谐振半桥的主电路设计指导

近年来，LLC谐振半桥因为成本低、效率高而且结构简单，获得了电源工程师的广泛认可，从而迅速在中低功率（100W-2000W）范围内得到了广泛应用。

关于LLC谐振半桥的理论分析，各类论文已经介绍的比较详细，因此在这里不再赘述，仅仅把主电路参数的设计过程，以及设计中用到的主要公式分列如下。

一、所需的初始设计条件

LLC变换器仅适用于输入电压波动范围比较窄的高压直流输入场合，因此前级一般有PFC级，且LLC电路不适合用于需要长保持时间的场合。设计时，所需的初始限定条件主要是：

1、 输入额定直流电压Vin?e、最低工作直流电压Vin?min、最高直流输入电压Vin?max； 2、 额定输出电压Vo、额定输出电流Io； 3、 预期的谐振频率fr；

4、 输出线路压降（含二极管压降、PCB走线以及电缆压降）Vd；

5、 K值（K值的大小将影响到工作频率范围，并对效率略有影响。一般取4-7之间）； 6、 变压器磁芯截面积Ae与工作磁感应强度Bmax，变压器原边匝数NP，副边匝数NS;

二、设计计算过程

1、 计算变比

一般来说，为了使电源达到比较高的变换效率，我们会把满载工作点设置在谐振频率位置，或略有轻微调整

单相全桥逆变电路双极性SPWM调制电路 1逆变主电路设计

1.1逆变电路原理及相关概念

逆变与整流（Rectifier）是相对应的，把直流电变为交流电的过程称为逆变。根据交流侧是否与交流电网相连可将逆变电路分为有源逆变和无源逆变，在不加说明时，逆变一般指无源逆变，本文针对的就是无源逆变的情况；根据直流侧是恒流源还是恒压源又将逆变电路分为电压型逆变电路和电流型逆变电路，电压型逆变电路输出电压的波形为方波而电流型逆变电路输出电流波形为方波，由于题目要求对输出电压进行调节，所以本文只讨论电压型逆变电路；根据输出电压电流的相数又将逆变电路分为单相逆变电路和三相逆变电路，由于题目要求输出单相交流电，所以本文只讨论单相全桥逆变电路。

1.2单相全桥逆变电路设计

单相全桥逆变电路，如下图所示：其特点是有四个桥臂，相当于两个半桥电路的组合，其中桥臂1和4作为一对，桥臂2和3作为一对，成对的两个桥臂同时导通，两对交替各导通180，其输出矩形波的幅值是半桥电路的两倍。全桥电路在带阻感负载时还可以采用移相调压的方式输出脉冲宽度可调的矩形波。

图 1单相全桥逆变电路

1.3建立单项全桥逆变电路的Simulink的仿真模型

1.3.1模型假设

1)所有开关器件都是理想

单相全桥型逆变电路原理

+

V1 VD1 R io uo VD2 V4 -

V3 VD3

L Ud C V2 VD4

电压型全桥逆变电路可看成由两个半桥电路组合而成，共4个桥臂，桥臂1和4为一对，桥臂2和3为另一对，成对桥臂同时导通，两对交替各导通180° 电压型全桥逆变电路输出电压uo的波形和半桥 电路的波形uo形状相同，也是矩型波，但幅值 高出一倍，Um=Ud

输出电流io波形和半桥电路的io形状相同，幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间

u o U m O t - U m o

i

t 3 t t 2 1 V 1 VD 1 VD

V 2 2

O

t 4 t t 5 6 V 1 VD

1

t V 2 ON

VD 2

单相半桥电压型逆变电路工作波形

全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的， 对电压波形进行定量分析将幅值为Uo的矩形波 uo展开成傅里叶级数，得

4Ud?11??sin?t?sin3?t?sin5?t??? uo???35?其中基波幅值Uo1m和基波有效值Uo1分别为

Uo1m?4Ud??1.27UdUo1?22Ud??0.9Ud

上述

单相全桥逆变电路讲解

首先介绍学习硬件电路的重要性和必要性 重要性：找工作面试、考研面试和在以后工作 重要性 中都是很好的基础，起到良好的作用。 以此为基点，展开，引用李泽元 李泽元老师的话： 李泽元 “现在知识面很宽很大，不可能面面具到，且 搞的人很多，要找一个自已感兴趣的点，深入 研究，动手实践做实验，在实验中发现问题和 解决问题，然后再扩展。”

首先介绍学习硬件电路的重要性和必要性 必要性：这个电路的选取有代表性，由于桥式 必要性 逆变电源在选择功率开关器件耐压要求可以稍 低，并有较高的功率输出，现通常采用全桥式 逆变电路来实现较大功率输出。单相三相全桥 逆变电路应用范围广(各种开关电源如电源车 载电源、航空电源、电信电源等；各种电机调 速如空调、电焊机等；变频器；牵引传动等领 域)。

整体安排一、基础知识讲解(计划两至三个半天) 基础知识讲解(计划两至三个半天)

开关管(MOSFET和IGBT)知识、电阻 电容等基本知识、芯片 管脚功能(IR2110 、 SG3525、LM339、 MUR8100 、IRFP450 )

主电路、控制电路的工作原理、参数的 确定

整体安排二、PROTEL介绍 、原理图绘制(计划三个半天) 介绍 原理图绘制(计划三个

电力电子技术课程设计说明书

MOSFET单相桥式无源逆变电路设计

（纯电阻负载）

院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师： 王翠 职称 副教授 专 业： 自动化 班 级： 自本1004班 完成时间： 2013-5-24

摘 要

本次基于MOSFET的单相桥式无源逆变电路的课程设计，主要涉及MOSFET的工作原理、全桥的工作特性和无源逆变的性能。本次所设计的单相全桥逆变电路采用MOSFET作为开关器件，将直流电压Ud 逆变为频率为1KHZ的方波电压，并将它加到纯电阻负载两端。

本次课程设计的原理图仿真是基于MATLZB的SIMULINK，由于MATLAB软件中电源等器件均为理想器件，使得仿真电路相对较为简便，不影响结果输出。设计主要是对电阻负载输出电流、电压与器件MOSFET输出电压的波形仿真。

关键词：单相；全桥；无源；逆变；MOSFET;

目 录

1 MOSFET的介绍及工作原理 .......................................... 4 2 电压型无源逆变电路的特点及主要类型 .........

关于桥式整流电路的特点描述

科技信息。机械与电子ｏ２０１０年第１９期

桥式整流电路的特点

凌振峰

（广东省茂名市技工学校广东茂名５２５０００）

【摘要】笔者认为，桥式整流的线路图比较复杂，难学易忘，但如果弄清了线路特点，不但可以解决学习上的困难，而且可以把不同形式排列的二极营，迅速连成桥式整流电路，并提高鉴别正确与错误接法的能力。

【关键词】桥式整流电路；特点

不少同学在学习了整流以后，觉得桥式整流的线路图比较复杂。

难学易忘。如果弄清了线路特点，不但可以解决学习上的困难．而且可

以把不同形式排列的二极管，迅速连成桥式整流电路。并提高鉴别正例２如图３一（１）所示的四个二极管，能否连成桥式整流电路？分析：由于Ｖｌ和Ｖ２是不同区连在一起。Ｖ３和Ｖ４是两个Ｎ区连在一起，所以将它们组成刚路时。应把两个Ｐ庆连在一起．再把两个不

同区连在一起，为此可将Ｖ１、Ｖ３连接。Ｖ２、Ｖ４连接（也可Ｖ１和ｖ４相

连。Ｖ２和Ｖ３相连）。但连接

后发现：相同区的连接点

ＰＩ、Ｐ２靠在一起，不同区的

连接点０ｌ、０２靠在一起。它

们不相互间隔（图３一（２）），

所以这四个二极管不能连

成桥式整流电路。

如果把Ｖ２的管脚调换

一下，如图４一（１）所示。那么

就可以接成如图４一（２）所示

的桥式整流电路。

例３将图５一

电力电子技术课程设计说明书

MOSFET单相桥式无源逆变电路设计

（纯电阻负载）

院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师： 王翠 职称 副教授 专 业： 自动化 班 级： 自本1004班 完成时间： 2013-5-24

摘 要

本次基于MOSFET的单相桥式无源逆变电路的课程设计，主要涉及MOSFET的工作原理、全桥的工作特性和无源逆变的性能。本次所设计的单相全桥逆变电路采用MOSFET作为开关器件，将直流电压Ud 逆变为频率为1KHZ的方波电压，并将它加到纯电阻负载两端。

本次课程设计的原理图仿真是基于MATLZB的SIMULINK，由于MATLAB软件中电源等器件均为理想器件，使得仿真电路相对较为简便，不影响结果输出。设计主要是对电阻负载输出电流、电压与器件MOSFET输出电压的波形仿真。

关键词：单相；全桥；无源；逆变；MOSFET;

目 录

1 MOSFET的介绍及工作原理 .......................................... 4 2 电压型无源逆变电路的特点及主要类型 .........

目 录

摘要.....................................................1

Abstract..................................................2

第一章 设计目的与要求.............................................3 1.1设计要求........................................................3 1.2设计目的........................................................3 第二章 主电路设计与元件参数选型....................................4 2.1主电路设计.....................................................4 2.2元件参数选型....................................................5

第三章 系统建模与仿真...........................