IGBT推挽式逆變電路

推挽電路

? ? ? 要介紹推挽電路，首先介紹功放的一些基本知識(shí)。從能量控制的觀點(diǎn)看，功放電路和電壓放大電路沒有本質(zhì)區(qū)別，但后者的要求是使負(fù)載得到不失真的電壓信號(hào)，而前者的要求是獲得一定的不失真的輸出功率。在放大電路中，輸入信號(hào)在整個(gè)周期內(nèi)都有電流流過，稱為甲類放大；如果只有大半個(gè)周期有電流流過，稱為甲乙類放大；如果只有半個(gè)周期電流流過，稱為乙類放大。

乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路，也叫OCL電路。如下圖，兩晶體管分別為NPN管和PNP管，由于它們的特性相近，故稱為互補(bǔ)對(duì)稱管。靜態(tài)時(shí)，兩管的ICQ=0；有輸入信號(hào)時(shí)，兩管輪流導(dǎo)通，NPN在正半周導(dǎo)通（左圖），PNP在負(fù)半周導(dǎo)通（右圖），從而相互補(bǔ)充，使得始終有電流流過負(fù)載。既避免了輸出波形的嚴(yán)重失真，又提高了電路的效率。由于兩管互補(bǔ)對(duì)方的不足，工作性能對(duì)稱， 所以這種電路通常稱為互補(bǔ)對(duì)稱電路。

推挽電路（互補(bǔ)型電路），用兩個(gè)參數(shù)相同的三極管或MOSFET，以推挽方式存在於電路中，各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù)。功放的輸出級(jí)有兩個(gè)“臂”（兩組放大元件），一個(gè)“臂”的電流增加時(shí)，另一個(gè)“臂”的電流則減小，二者的狀態(tài)輪流轉(zhuǎn)換。對(duì)負(fù)載而言，好象是一個(gè)“臂”在推，一個(gè)“臂”在拉，共同完成電流輸出任務(wù)。如果輸出級(jí)的有兩個(gè)三極管，始終處于一個(gè)導(dǎo)通、一個(gè)截止的狀態(tài)，也就是兩個(gè)三級(jí)管推挽相連，這樣的電路結(jié)構(gòu)稱為推拉式電路或圖騰柱（Totem- pole）輸出電路。

IGBT推挽式逆變電路

電壓源逆變器是按照控制電壓的方式將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔?，是逆變技術(shù)中最為常見和簡單的一種，下面從單相電壓源逆變器入手，并由淺入深。

要從一個(gè)直流電源中獲取交流電能，有多種方式，但至少應(yīng)使用兩個(gè)功率開關(guān)元件，

單相逆變器有推挽式、半橋式、全橋式三種電路拓樸結(jié)構(gòu)，如果每半個(gè)工頻周期內(nèi)只輸出一個(gè)脈沖，我們稱其為方波逆變器，如果每半個(gè)周期內(nèi)有多個(gè)脈寬組成，并且脈沖寬度符合正弦波調(diào)制（SPWM）規(guī)律，則稱其為正弦波脈寬調(diào)制輸出。方波逆變技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)單脈沖調(diào)制技術(shù)，下面介紹其工作原理。

1、推挽式逆變電路

圖2-1 是單相推挽式逆變器的拓樸結(jié)構(gòu)，該電路由兩只共負(fù)極的功率開關(guān)

圖2-1 推挽電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

元件和一個(gè)初級(jí)帶有中心抽頭的升壓變壓器組成，若交流負(fù)載為純阻性負(fù)載，當(dāng)t1≤t≤t2 時(shí)VT1 功率管加上柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ug1，VT1 導(dǎo)通，VT2 截止，變壓器輸出端感應(yīng)出正電

壓；當(dāng)t3≤t≤t4 時(shí)，VT2 功率管加上柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ug2，VT2 導(dǎo)通，VT1 截止，變壓器輸出端感應(yīng)出負(fù)電壓，波形如圖2-2 所示，

若負(fù)載為感性負(fù)載，則變壓器內(nèi)的電流波形連續(xù)，輸出電壓、電流波形如

圖2-2 推挽電路波形

圖2-3 推挽電路感性負(fù)載波形

圖2-3 所示，推挽逆變器的輸出只有兩種狀態(tài)+V0 和-V0 ，實(shí)質(zhì)上是雙極性調(diào)制，通過調(diào)節(jié)VT1 和VT2 的占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓。推挽式方波逆變器的電路拓樸結(jié)構(gòu)簡單，兩個(gè)功率管可共地驅(qū)動(dòng)，但功率管承受開關(guān)電壓為2 倍的直流電壓，因此適合應(yīng)用于直流母線電壓較低的場合。另外，變壓器的利用率較低，驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載困難。

對(duì)推挽逆變器中變壓器漏感尖峰有源鉗位的研究：