一文看懂移相全橋的原理及設(shè)計(jì)

移相全橋是一種常見(jiàn)的電力電子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于直流至交流逆變器、諧振變換器等領(lǐng)域。本文將深入探討移相全橋的工作原理、設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及應(yīng)用場(chǎng)景。

1.原理

1. 工作方式

移相全橋由四個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件（通常為MOSFET或IGBT）和一個(gè)輸出變壓器組成。其工作原理基于對(duì)稱(chēng)的全橋結(jié)構(gòu)和合理的相位控制。通過(guò)調(diào)節(jié)每對(duì)功率開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間，可以控制輸出電壓的幅值和頻率。

2. 相位控制

在移相全橋中，通過(guò)控制兩對(duì)對(duì)稱(chēng)的開(kāi)關(guān)器件（上半橋和下半橋）的導(dǎo)通間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的相位控制。相位移動(dòng)能夠影響輸出電壓波形的形狀和頻率，從而滿足不同的電力系統(tǒng)要求。

3. 調(diào)制技術(shù)

常見(jiàn)的移相全橋調(diào)制技術(shù)包括脈寬調(diào)制（PWM）和頻率調(diào)制。PWM調(diào)制通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通比例來(lái)控制輸出電壓的幅值，而頻率調(diào)制則改變開(kāi)關(guān)器件的切換頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。

2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 功率開(kāi)關(guān)選型

選擇適當(dāng)?shù)墓β书_(kāi)關(guān)器件對(duì)移相全橋的性能至關(guān)重要。需要考慮器件的額定電壓、電流、導(dǎo)通損耗以及開(kāi)關(guān)速度等參數(shù)，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

2. 控制策略

合理的控制策略是設(shè)計(jì)移相全橋的關(guān)鍵。根據(jù)具體應(yīng)用需求，選擇合適的相位控制方案和調(diào)制技術(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)效率和輸出波形質(zhì)量。

3. 輸出濾波

為了減小諧波干擾和提高輸出波形的純度，需要設(shè)計(jì)有效的輸出濾波電路。濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的帶寬、阻抗匹配等因素。

3.應(yīng)用場(chǎng)景

移相全橋廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

• 直流至交流逆變器：將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，用于家庭電器、工業(yè)驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域。
• 諧振變換器：實(shí)現(xiàn)高效率的電力轉(zhuǎn)換，常見(jiàn)于太陽(yáng)能逆變系統(tǒng)、無(wú)線充電等應(yīng)用中。
• 電感加熱系統(tǒng)：利用高頻交流電源產(chǎn)生感應(yīng)熱效應(yīng)，廣泛用于金屬加熱、工業(yè)加工等領(lǐng)域。