单相半桥逆变电路工作过程

单相半桥逆变电路及有关信号波形如图3-19所示。C1、C2是两个容量很大且相等的电容，它们将电压Ud分成相等的两部分，使B点电压为Ud/2，三极管VT1、VT2基极加有一对相反的脉冲信号，VD1、VD2为续流二极管，R、L代表感性负载（如电动机就为典型的感性负载，其绕组对交流电呈感性，相当于电感L，绕组本身的直流电阻用R表示）。。

图3-19单相半桥逆变电路及有关信号波形

电路工作过程如下。

在t1～t2期间，VT1基极脉冲信号Ub1为高电平，VT2的Ub2为低电平，VT1导通、VT2关断，A点电压为Ud，由于B点电压为Ud/2，故R、L两端的电压Uo为Ud/2，VT1导通后有电流流过R、L，电流途径是：Ud+→VT1→L、R→B点→C2→Ud-，因为L对变化电流的阻碍作用，流过R、L的电流I0将慢慢增大。

在t2～t3期间，VT1的Ubl为低电平，VT2的Ub2为高电平，VT1关断，流过L的电流突然变小，L马上产生左正右负的电动势，该电动势通过VD2形成电流回路，电流途径是：L左正→R→C2→VD2→L右负，该电流方向仍是由右往左，但电流随L上的电动势下降而减小，在t3时刻电流I0变为0。在t2～t3期间，由于L产生左正右负电动势，A点电压较B点电压低，即R、L两端的电压Uo极性发生了改变，变为左正右负，由于A点电压很低，虽然VT2的Ub2为高电平，VT2仍无法导通。

在t3～t4期间，VT1基极脉冲信号Ub1仍为低电平，VT2的Ub2仍为高电平，由于此时L上的左正右负电动势已消失，VT2开始导通，有电流流过R、L，电流途径是：C2上正（C2相当于一个大小为Ud/2的电源）→R→L→VT2→C2下负，该电流与t1～t3期间的电流相反，由于L的阻碍作用，该电流慢慢增大。因为B点电压为Ud/2，A点电压为0（忽略VT2导通压降），故R、L两端的电压Uo大小为Ud/2，极性是左正右负。

在t4～t5期间，VT1的Ub1为高电平，VT2的Ub2为低电平，VT2关断，流过L的电流突然变小，L马上产生左负右正的电动势，该电动势通过VD1形成电流回路，电流途径是：L右正→VD1→C1→R→L左负，该电流方向由左往右，但电流随L上电动势下降而减小，在t5时刻电流I0变为0。在t4～t5期间，由于L产生左负右正电动势，A点电压较B点电压高，即Uo极性仍是左负右正，另外因为A点电压很高，虽然VT1的Ub1为高电平，VT1仍无法导通。

t5时刻以后，电路重复上述工作过程。

半桥式逆变电路结构简单，但负载两端得到的电压较低（为直流电源电压的一半），并且直流侧需采用两个电容器串联来均压。半桥式逆变电路常用在几千瓦以下的小功率逆变设备中。

在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，两个电容的联结点是直流电源的中点。

半桥逆变电路有两个桥臂，每个桥臂有一个可控器件和一个反并联二极管组成。负载联结在直流电源中点和两个桥臂联结点之间。设开关器件V1和V2栅极信号在一周期内各半周正偏、半周反偏，两者互补。当负载为感性时，工作波形如图所示

t3时刻io降为零时，VD2截止，V2开通，io开始反向并逐渐增大。

t4时刻给V2关断信号，给V1开通信号，V2关断，VD1先导通续流，t5时刻V1才开通。

V1或V2通时，负载电流io和电压uo同方向，直流侧向负载提供能量VD1或VD2通时，io和uo反向，负载电感中贮藏的能量向直流侧反馈负载电感将其吸收的无功能量反馈回直流侧，反馈回的能量暂时储存在直流侧电容器中，直流侧电容器起着缓冲这种无功能量的作用。

可控器件是不具有门极可关断能力的晶闸管时，须附加强迫换流电路才能正常工作。

优点：简单，使用器件少

缺点：输出交流电压幅值Um仅为Ud/2，直流侧需两电容器串联，工作时要控制两个电容器电压均衡

半桥逆变电路常用于几kW以下的小功率逆变电源