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(PSIM仿真)單相逆變器常見拓撲解析

傳統的單相并網逆變器,主要有H4、H5、H6等主流拓撲;

本帖主要講解H4橋、H5橋、H6橋驅動以及電路仿真

       H4拓撲逆變拓撲,小功率3KW以下,應用非常的普遍,主要優勢也非常的明顯,整個逆變橋臂只用四個管子,成本低;       H4橋臂有多種調制方式,雙極性和單極性調制;雙極性調制四個開關管都是高頻驅動,效率相對比較低;而單極性調制為兩個高頻管兩個低頻管,但是由于低頻管是以工頻驅動的,所以逆變橋臂在續流的時候,是跟BUS母線連接在一起的,所以交流輸出側的共模會比較大;下面主要是以單極性調制作為研究仿真:

H4橋如下:

搭建仿真如下

驅動如下:

輸出波形如下:

   

     H5橋相對H4和H6來說比較少見,可能是因為這個拓撲專利期限還未到期,大家還不敢大規模使用;H5橋比H4多了一個管子,通過觀察我們也可以發現,第五個管子的驅動,是在后級能量輸出的時候閉合,后級續流的時候斷開,這樣在續流期間后級逆變就和前級BUS母線斷開聯系,從而斷截了共模電壓的通路;

H5橋如下:

搭建仿真如下

驅動如下:

輸出波形:

       H6逆變橋臂總共由6個MOS管和兩個二極管組成,元器件相對比較多,但是仍然不影響它在5KW左右的逆變器的廣泛應用,自有其優點;主要有幾方面的原因(當然這只是我個人的見解,不一定正確,僅供參考);其一:5KW這個功率等級,輸出共模和傳導輻射都是比較重要的設計參考因素,H6有其自身的優勢,續流回路有二極管嵌位,隔絕了與前級BUS的聯系,VAB跳變比較小,EMI輻射自然也就比較小;其二:5KW這個功率等級,單個247封裝的MOS管,散熱是比較嚴苛的,H6管子承受的壓降要比H4小,同時二極管也可以輔助散熱,甚至功率等級可以做到7.5KW;

H6拓撲如下:

搭建仿真如下:

驅動如下:

輸出波形:

全部回復(34)
正序查看
倒序查看
2021-03-21 19:10

上面所有仿真文件,如附件:

H4_One phase_Inveter

H5_One phase_Inveter

H6_One phase_Inveter

3
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2021-03-23 11:16
單相理論與模擬相結合,分析波形和死區戰空比等。4個橋的波形分析,采用4個管子,成本也比較低,值得推廣學習
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www297743
LV.1
4
2021-03-23 15:07
樓主最后有對比過實例嗎?
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k6666
LV.9
5
2021-03-23 17:04
@ZH電子達人
單相理論與模擬相結合,分析波形和死區戰空比等。4個橋的波形分析,采用4個管子,成本也比較低,值得推廣學習
樓主這個仿真逆變器有做實際測試嗎?仿真的版本是多少,打開有問題
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2021-03-23 17:53
@k6666
樓主這個仿真逆變器有做實際測試嗎?仿真的版本是多少,打開有問題
仿真版本是9.03
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2021-03-24 08:46
除了功率之外還有其他適用條件嗎?頻率有要求嗎?
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飛翔2004
LV.10
8
2021-03-24 09:10
@www297743
樓主最后有對比過實例嗎?
謝謝分享,仿真步長如果設置的太大,仿真結果會有一些失真。
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boy59
LV.9
9
2021-03-24 16:41
這種控制方案有是否有缺點?是否適用于任意場合?
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yujunice
LV.5
10
2021-03-24 16:52
H6 感覺有些三電平電流的模樣,由于中間兩顆管子和續流 diode 的存在,外側高頻開關管可實現 soft switch,推測如果控制合適,可以實現 ZVS;所以效率可以提高?中間增加的兩顆管子工頻周期開關,所以影響效率很小?
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2021-03-25 10:09
@yujunice
H6感覺有些三電平電流的模樣,由于中間兩顆管子和續流diode的存在,外側高頻開關管可實現softswitch,推測如果控制合適,可以實現ZVS;所以效率可以提高?中間增加的兩顆管子工頻周期開關,所以影響效率很小?
平時用仿真很少,控制模式的話,能結合實例分析最好了
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miky1188
LV.6
12
2021-03-31 11:43
跟著版主學習電源仿真。
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2021-04-13 19:05
@Richie_Li
上面所有仿真文件,如附件:H4_Onephase_InveterH5_Onephase_InveterH6_Onephase_Inveter
咱們這個電源仿真用那個軟件打開?
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k6666
LV.9
14
2021-04-14 13:50
@boy59
這種控制方案有是否有缺點?是否適用于任意場合?
IGBT沒有反并聯二極管,能夠提供續流通道,端口電壓無尖峰且電流環跟蹤性能良好
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lkings
LV.6
15
2021-04-16 21:38
@lihui710884923
咱們這個電源仿真用那個軟件打開?
樓主有寫,用PSIM軟件仿真啊
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郭專
LV.1
16
2021-04-19 13:58
H6 功率開關管的選型,為什么高頻和低頻管的選型一樣?
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2021-04-19 16:14
@郭專
H6功率開關管的選型,為什么高頻和低頻管的選型一樣?
理論上,低頻管可以選用開關速度慢,導通壓降小的,這樣可以減成本,以及提高效率;
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魯珀特
LV.4
18
2021-04-20 11:36
從表面上看  H6比H4只多了中間兩個管子,能否從原理的角度講講這兩個管子的作用,這塊沒看明白。
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2021-04-22 22:35

逆變器的輸出波形誰來控制?

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pzg1989
LV.4
20
2021-04-23 17:15

一直以為H4橋是通用的,原來還有H5,H6橋

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dy-31a32qrI
LV.1
21
2021-05-05 00:40

非常感謝樓主,這篇帖子對于初入電源領域的我而言有非常大的啟發,有了新的思考方向。

如果能將每種電路分析的更清晰,將不勝感激。

專門注冊了一個賬號來評論樓主

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2021-10-04 10:17
@liuxiaofei126
逆變器的輸出波形誰來控制?

逆變器輸出的波形由逆變橋臂上的開關管通過SPWM調制驅動,然后在經過輸出的L電感跟濾波電容C,濾波即可得到正弦波形

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2021-10-04 10:19
@魯珀特
從表面上看 H6比H4只多了中間兩個管子,能否從原理的角度講講這兩個管子的作用,這塊沒看明白。

你試試看,當開關管關閉,這時候逆變電感的續流回路去分析,就能看出H4跟H6兩種拓撲的區別

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appleY
LV.5
24
2021-11-14 18:06

能不能把H4全橋逆變的雙極性仿真也搞出來呀?

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2021-11-18 13:55

厲害,小哥,需要芯片支持么

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tarrien
LV.2
26
2022-01-27 14:52

樓主繼續,好樣的!

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2022-10-28 12:28

H4帖子里面這種發波方式和
eg8010那種 上下管互補一邊高頻信號,一邊低頻信號
相比有什么優勢呢?

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藍天HD
LV.2
28
2024-07-10 08:13

學習了

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jiame2006
LV.7
29
2024-10-14 14:47

謝謝樓主分享,感激不盡。下載了H4的仿真跑了一下,發現輸出端居然接了一個正弦波的源,去掉源以后波形不能看了。不懂為啥要這樣操作,只是單純的想把波形展示給大家看嗎?控制方面還不完善對不對?

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2024-10-17 08:55

這個電路圖不就是普通的雙極性調制的變種!G1,G2輸出是正極性的PWM波型,G4,G3,輸出低步的方波!這樣的改動有兩大不好!第增加了一個電感!第二由于輸出的是pwm正極信號!所以他的續流回路都是場效應管內部的二極管完成,功耗變大!

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2024-10-17 09:17

對這個H5,同樣有上面續流只能通過二極管這個缺點!并且G5驅動信號永遠是正極性的!這和雙極性調制是一樣的!G3,g4只是G5極信號只是對兩個半橋的轉換!

和雙極性調制是一樣的性能!路的復雜性大于雙極性調整!性能并不優于雙極性調整!

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