单相全桥逆变电路讲解

欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 单相全桥逆变电路讲解 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 首先介绍学习硬件电路的重要性和必要性 l 重要性 ：找工作面试、考研面试和在以后工作 中都是很好的基础，起到良好的作用。 l 以此为基点，展开，引用 李泽元 老师的话： “ 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。 ” 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 首先介绍学习硬件电路的重要性和必要性 l 必要性 ：这个电路的选取有代表性，由于桥式 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）。 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 整体安排 一、 基础知识讲解（计划两至三个半天） l 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 ） l 主电路、控制电路的工作原理、参数的确定 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 整体安排 二、 PROTEL介绍 、原理图绘制（计划三个半天） l 两个图，主电路和控制电路（各 1.5个半天） l 初步认识元器件封装，画原理图尽量选正确的封 装 三、 生成 PCB、手动布线（计划两个半天） l 两个 PCB图，主电路和控制电路（各一个半天） l 认真核对元器件封装，检查 PCB的各种规则 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 整体安排 四 、焊板调试 （计划两个半天） l PCB画好后，制板需要一周左右的时间，可休 息） l 在同学画的板当中选一个 PCB去腐蚀 l 调试需要两个半天或更长时间，调好为止，完 成后将自已的作品带走。 l 以上时间可随工作进展情况调节 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （晶闸管） l 晶闸管 :只能控制开，不能控制关 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （晶闸管） 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （ MOSFET） l MOSFET:可控开，可控关 l 什么是 MOSFET “MOSFET”是英文 MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor的缩写，译成中文是 “金属氧 化物半导体场效应管 ”。它是由金属、氧化物 (SiO2或 SiN)及半导体三种材料制成的器件。所谓功率 MOSFET(Power MOSFET)是指它能输出较大的工作 电流 (几安到几十安 )，用于功率输出级的器件。 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （ MOSFET） l MOSFET的结构 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （ MOSFET） l MOSFET体内电容和二极管 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （ MOSFET） l 为什么要在 MOS管前串接一个电阻 ?有什么作 用 ? MOS导通瞬间 ,由于 D、 S近似短路 ,G、 D间电 容可看作变成 G、 S间电容 ,G极驱动电路立刻 对其进行充电 ,这样就产生了驱动电压振荡现 象 .为了防止 MOSFET产生震荡而串接的 ,一般 情况下阻值较小 , 过高的振荡有可能击穿 G,S 间的氧化层 .也可以接一个稳压管防止产生振 荡 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （ MOSFET） l 为什么 MOSFET G-S之间往往并联一个电阻 , 这个电阻选择依据什么 ? 这个电阻的主要作用是防止静电损坏 MOS，静电 损伤是因为 GS之间结电容太小导致 (U=Q/C)也就是即 使有很小的静电电荷就有可能产生很大的电压 , 使的 MOSFET损坏，这个电阻提供寄生电容电荷泻放通道 ，这个电阻是需要的，并且很重要 。 一般情况，取个 10k或 5.1K已能适应大部分情况 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （ IGBT） l IGBT:可控开，可控关 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （ IGBT） l IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双 极型晶体管，是由 BJT(双极型三极管 )和 MOS(绝缘栅 型场效应管 )组成的复合全控型电压驱动式功率半导体 器件 , 兼有 MOSFET的高输入阻抗和 GTR的低导通压 降两方面的优点，（输入极为 MOSFET，输出极为 PNP晶体管 ） l GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大 ; MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大 ，载流密度小。 IGBT综合了以上两种器件的优点，即 ：驱动功率小和开关速度快 ,且饱和压降低和容量大的 优点 。 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （ IGBT） l IGBT 的驱动方法和 MOSFET 基本相同 l IGBT的开关速度低于 MOSFET，但明显高于 GTR。 l 非常适合应用于直流电压为 600V及以上的变 流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明 电路、牵引传动等领域。 l IGBT与 MOSFET一样也是电压控制型器件 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻 ：导电体对电流的阻碍作用称为电阻，用 符号 R 表示，单位为欧姆、千欧、兆欧，分别 用 Ω、 kΩ、 MΩ表示。 l 电阻器的分类 一种分类 :固定电阻器（ R）、电位器（ W）、 敏感电阻器、贴片电阻器 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 另一种分类如下： 1、线绕电阻器：通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大 功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。 2、薄膜电阻器： 碳膜电阻器 、合成碳膜电阻器、 金属膜 电阻器 、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻 璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。 3、实心电阻器：无机合成实心碳质电阻器、有机合成实 心碳质电阻器。 4、 敏感电阻器 ：压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器 、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻主要特性参数： 标称阻值 、允许误差 、 额定功 率 、额定电压 、最高工作电压、温度系数 、老化系 数、电压系数 、噪声 等。 1、标称阻值：电阻器上面所标示的阻值。 2、额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。 3、最高工作电压：允许的最大连续工作电压。在低气压 工作时，最高工作电压较低。 4、温度系数 ：阻值随温度升高而增大的为正温度系数 ，反之为负温度系数。 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 5.额定功率 ：在正常的大气压力 90-106.6KPa 及环境 温度为－ 55℃ ～＋ 70℃ 的条件下，电阻器长期工作所 允许耗散的最大功率。 l 线绕电阻器额定功率系列为（ W）： 1/20、 1/8、 1/4 、 1/2、 1、 2、 4、 8、 10、 16、 25、 40、 50、 75、 100、 150、 250、 500 l 非线绕电阻器额定功率系列为（ W）： 1/20、 1/8、 1/4、 1/2、 1、 2、 5、 10、 25、 50、 100 l 固定电阻器额定功率标称系列为： 1/8、 1/4、 1/2、 1 、 2、 5、 10W，小电流电路一般采用 1/8、 1/4、 1/2的 电阻器，而大电流电路中的常采用 1W以上的电阻器。 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻器额定功率的识别 方法一：对于标注了功率的电阻器，可根据标注 的功率值来识别功率大小，如 “10W330RJ”表 示额定功率为 10W，阻值为 330，误差 。 方法二：对于没有标注功率的电阻器，可根据长 度和直径来判别其功率大小。长度和直径越大 ，功率越大。见下表： 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻器额定功率的识别 电阻功率与长度和直径关系 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻器额定功率的识别 方法三，在电路图中，为了表示电阻器的功率大 小，一般会在电阻器符号上标注一些标志，电 阻器上标志与功率值如图所示， 1W以下用线 条表示， 1W以上的直接用数字表示功率大小 。 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻器阻值标示方法 1、直标法：用数字和单位符号在电阻器表面标 出阻值，其允许误差直接用百分数表示，若电 阻上未注偏差，则均为 ±20%。 l 1).数值 +单位 +误差：如 12 10%。 l 2）用单位代表小数点： 1k2,表示 1.2KΩ， 3M3表示 3.3MΩ,3R3(3Ω3) 表示 3.3Ω， R33(Ω33)表示 0.33Ω, l 3)数值 +单位或数值直接表示 .如 12KΩ或 12K 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻器阻值标示方法 2、文字符号法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的 组合来表示标称阻值，其允许偏差也用文字符号表示 。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表 示第一位小数阻值和第二位小数阻值。 表示允许误差的文字符号如： DFGJKM 分别代表允许偏差： ±0.5%±1%±2%±5%±10%±20% 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻器阻值标示方法 3、数码法：在电阻器上用三位数码表示标称值 的标志方法。数码从左到右，第一、二位为有 效值，第三位为指数，即零的个数，单位为欧 。偏差通常采用文字符号表示。 如 :100为 10Ω,103表示 10KΩ,105表示 1MΩ,多用 于贴片电阻上 . 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻器阻值标示方法 贴片电阻还有两种表示方法 : 1)2位数字后加 R标注法 :(单位为 Ω).两位数字为 两位有效字 ,R表两位有效数字之间的小数点 . 如 10R表示 1.0Ω,41R表示 4.1Ω,89R为 8.9Ω. 2) 2位数字中间加 R标注法 : (单位为 Ω).如 1R0为 1.0Ω,1R3表示 1.3Ω,1R5表示 1.5Ω. 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻器阻值标示方法 4、色标法：用不同颜色的带或点在电阻器表面 标出标称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采 用色标法。 棕 -1、红 -2、橙 -3、黄 -4、绿 -5、蓝 -6、紫 -7、 灰 -8、白 -9、黑 -0、金 -±5%、银 -±10%、无色 -±20% 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻器阻值标示方法 当电阻为四环时，最后一环必为金色或银色，前 两位为有效数字，第三位为乘方数，第四位为 偏差。 当电阻为五环时，最後一环与前面四环距离较大 。前三位为有效数字，第四位为乘方数，第五 位为偏差。 欢迎加入新能源微电网技术 QQ群： 617243288 基础知识介绍 （电阻） l 电阻器阻值标示方法（色环法）