純正弦波逆變技術(shù)的討論——單極性與雙極性工作方式的討論
眾所周知,SPWM技術(shù)是由單極性和雙極性的,下圖式仿真的結(jié)果
很明顯,上圖是單極性,下圖是雙極性的,圖中的仿真參數(shù)是完全一樣的,一樣的基波與載波,一樣的調(diào)制比,一樣的直流母線(xiàn),一樣的LC參數(shù)
不過(guò)看的出來(lái),效果是不一樣的,雙極性的電壓輸出會(huì)高點(diǎn)
現(xiàn)在請(qǐng)教各位大師,這兩種工作模式,到底有什么優(yōu)缺點(diǎn)?
比如兩種方式在實(shí)際中的效果區(qū)別?能不能詳細(xì)的教一教小弟我呢?
純正弦波逆變技術(shù)的討論——單極性與雙極性工作方式的討論
上傳份論文,你看看吧。主要有用信息是:
雙極性sPwM控制逆變器的兩個(gè)橋臂下管的驅(qū)動(dòng)
波形(如圖7所示),為互補(bǔ)的兩路波形。單極性SPwM
控制逆變器的兩個(gè)橋臂下管的驅(qū)動(dòng)波形¨’61(如圖8所
示),分別為工頻臂和PwM臂。兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)
動(dòng)芯片變成4路來(lái)驅(qū)動(dòng)逆變系統(tǒng)的MOsFET。
試驗(yàn)系統(tǒng)在直流輸入電壓為350 V左右時(shí),單、雙
極性調(diào)制帶80 w負(fù)載運(yùn)行所得輸出電壓波形,如圖
8、圖9所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較:
(1)效率。輸出功率80 w時(shí),雙極性為97.3%。
單極性為98.1%。由于功率不高,逆變電源的電壓高
而電流較小,主電路的損耗主要是開(kāi)關(guān)損耗。由于單
極性中有兩個(gè)管子工作在50 Hz,損耗較小。
(2)THD。雙極性為1.28%,單極性為0.89%。
因?yàn)橄鄬?duì)于雙極性sPwM調(diào)制,單極性sPwM調(diào)制不
存在中心諧波C。(K為頻率比),理論上單極性SPwM
調(diào)制下的輸出總諧波THD比雙極性小。
(3)動(dòng)態(tài)特性。空載切負(fù)載調(diào)整時(shí)間,雙極性為
40 ms左右,單極性為70 ms左右.理論分析可知,雙極
性每5個(gè)開(kāi)關(guān)周期調(diào)整一次輸出電壓,單極性每半個(gè)
工頻周期(即200個(gè)工頻周期)調(diào)整一次輸出電壓,所
以雙極性動(dòng)態(tài)特性較好。
(4)過(guò)零點(diǎn)畸變。比較圖8、圖9可得到,單極性
過(guò)零點(diǎn)存在畸變,原因是單極性調(diào)制時(shí),工頻信號(hào)切換
時(shí),要求PwM信號(hào)也從最小切換到最大(或最大到最小),如圖2(b)所示,單極性調(diào)制工頻信號(hào)是采用I/O
口輸出,PIc單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)I/O口和PwM端口同時(shí)切
換較困難,而雙極性調(diào)制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互為反向,所以不
存在這個(gè)問(wèn)題。
我仔細(xì)的想了想這兩種的區(qū)別,我小總結(jié)一下:
①單極性方式:
1》這種當(dāng)時(shí)由于存在一個(gè)工頻橋臂,所以可以用要求很低的管來(lái)代替質(zhì)量較好的高速管
2》由于工頻橋臂的存在,死區(qū)時(shí)間控制可以簡(jiǎn)單的在過(guò)零換向那里準(zhǔn)備一點(diǎn),PWM過(guò)程是不需要死區(qū)時(shí)間控制的,因?yàn)镻WM橋臂上下開(kāi)關(guān)管總有一個(gè)是關(guān)斷的
3》由于工頻橋臂開(kāi)關(guān)損耗小,所以效率略高
②雙極性方式:
因?yàn)檫@個(gè)方式想不出什么好處,但是他確實(shí)存在,所以一定有高可靠性,低畸變率之類(lèi)的說(shuō)不清道不盡的好處,否則早被淘汰了,不會(huì)在這里討論,各位高手就是幫我總結(jié)下雙極性的優(yōu)點(diǎn)吧!
來(lái)學(xué)習(xí)的,誰(shuí)能貼出單極性和雙極性H橋時(shí)序圖呢
您真聰明,想一個(gè)小時(shí)就能想明白單雙極性,我想了許多天了,從百度搜過(guò)單極性與雙極性,沒(méi)有搜出有用的東西來(lái),所以想了許天多還是沒(méi)結(jié)果。
這是我從電源網(wǎng)找到的單極性的調(diào)制時(shí)序圖,來(lái)源于老壽的貼子
這是老壽先生做的正弦波逆變器的時(shí)序圖,原圖未修改過(guò)的。單極性
下面這張圖是我改的,根據(jù)DIY電子說(shuō)的EGS001驅(qū)動(dòng)板3.6腳方波8.10腳SPWM波做出來(lái)的
這張圖經(jīng)過(guò)DIY電子確認(rèn),就是EGS001驅(qū)動(dòng)板的時(shí)序圖,也是單極性的
再下一張,也是來(lái)源于電源網(wǎng)內(nèi)部的一個(gè)貼子,也是我修改出來(lái)的,是根據(jù)發(fā)貼著的說(shuō)法做出來(lái)的,老壽先生對(duì)此貼有回復(fù),圖如下
這張?zhí)柗Q(chēng)還是單極性。
我想不出H橋還可以有什么時(shí)序出來(lái),當(dāng)然還有兩種就是將幾張反過(guò)來(lái),原理上沒(méi)有任何區(qū)別。何為雙極性?
請(qǐng)仔細(xì)觀看我發(fā)的兩張圖,綠線(xiàn)是全橋的輸出,紅線(xiàn)是綠線(xiàn)經(jīng)過(guò)LC的波形
你發(fā)的三個(gè)圖,都是單極性的,區(qū)別就是時(shí)序圖的差別,其中第二個(gè)最為優(yōu)秀,因?yàn)榇嬖诠ゎl橋臂使得那個(gè)橋臂的開(kāi)關(guān)管要求很低,而且不必考慮太多死區(qū)時(shí)間問(wèn)題
第一圖最不好,因?yàn)橐紤]每一個(gè)PWM周期的死區(qū)問(wèn)題,但是這樣效率也是比較高,因?yàn)槠渌麅蓤D在某t時(shí)刻主要工作開(kāi)光管關(guān)斷時(shí),電感電流是靠寄生二極管導(dǎo)電,只有一圖是利用開(kāi)關(guān)管導(dǎo)電,這樣省下了二極管導(dǎo)通損耗
雙極性方式,仔細(xì)觀察我的仿真圖,你會(huì)發(fā)現(xiàn)和單極性根本不是一回事
還真是看不懂你發(fā)的兩張圖的意思,只能看出是不同的,看不出那些SPWM波是加在哪些管上,我發(fā)的第一張圖效率最高我知道,但也最不安全。我發(fā)的三張圖都是單極性,也都是兩路SPWM波,第一張圖的的下管是上管的倒相,嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是兩路SPWM波,難到雙極性就是三路或四路全是SPWM波?
照我說(shuō)老兄,你還是懶,不愿意動(dòng)腦思考
你我都是自學(xué)的,水平也差不多,超級(jí)初學(xué)者。我現(xiàn)在在家里,就是憑一個(gè)Multisim和一個(gè)百度在學(xué)習(xí)
你既然能看出我發(fā)的圖的綠線(xiàn)區(qū)別,就應(yīng)該明白全橋輸出的波形,圖上已經(jīng)相當(dāng)清楚了
單極性就是,在工頻的正半周,全橋的輸出SPWM是+Vcc、0、+Vcc、0、+Vcc、0這么變化,而在工頻的負(fù)半周,SPWM是-Vcc、0、-Vcc、0、-Vcc、0這么變化,你看綠線(xiàn)很明顯是上下兩半的
而雙極性沒(méi)有工頻正負(fù)半周區(qū)別,全橋的輸出就是+Vcc、-Vcc、+Vcc、-Vcc、+Vcc、-Vcc這么變化,當(dāng)+Vcc多一點(diǎn)時(shí)就是工頻的正半周,當(dāng)-Vcc多一點(diǎn)時(shí),就是工頻的負(fù)半周
首先我絕對(duì)不是個(gè)懶人,你說(shuō)我笨吧。
我之所以要時(shí)序圖也就是要的H橋工作原理,我認(rèn)為的H橋每一邊相當(dāng)于一個(gè)BUCK電路,比方,當(dāng)左上管是SPWM波,那右下是方波,左上管相當(dāng)于BUCK的開(kāi)關(guān)管,左下管相當(dāng)于續(xù)流二極管,左下管有不有倒相的SPWM波其實(shí)差別不大,最多就是效率略高那么一點(diǎn)點(diǎn)。然后右上管是SPWM波,左下管是方波,情形和剛才一樣。雖說(shuō)每一個(gè)周期內(nèi)有兩管有SPWM波,嚴(yán)格來(lái)說(shuō),只應(yīng)算兩路,因?yàn)橄鹿艿腟PWM波只需要上管的倒相就可以了,根據(jù)管子特性調(diào)好死區(qū)。這樣就是完整的正弦逆變了。
你所說(shuō)的+VCC.0.+VCC.0 +VCC-VCC+VCC-VCC我也不懂,那圖我當(dāng)然是看不懂的,看懂就不會(huì)問(wèn)你了。
因?yàn)橐晕业闹R(shí)來(lái)說(shuō),我以為H橋總是單電源供電的,不會(huì)像功放還個(gè)+-48V,就一個(gè)單380V,難到雙極性就是不管任何時(shí)候四管都有SPWM波???
假如以我的理解H橋的每一邊就是一個(gè)BUCK來(lái)工作的原理來(lái)說(shuō)的話(huà),當(dāng)左上管為SPWM波時(shí),右下管一定應(yīng)該是方波,不然那就是無(wú)視左下管,續(xù)流也不存在,當(dāng)左上管為SPWM波時(shí),右上管無(wú)論如何不應(yīng)該加任何波,因?yàn)橛疑瞎芗拥牟ㄐ屋敵鰜?lái)的電流是相反的。并且右下管也加了波。
還請(qǐng)大師指點(diǎn)下H橋工作原理
如果是工頻方案,在單極性調(diào)制中,由于激磁能量釋放破壞了SPWM調(diào)制,造成波形畸變,在雙極性調(diào)制中這個(gè)問(wèn)題就不存在,但變壓器鐵芯中渦流損耗比單極性調(diào)制要大。
單雙極性,看的是全橋的輸出,而不是橋管的時(shí)序
單極性方式,四只管子怎么樣工作都可以,只要滿(mǎn)足全橋的輸出是單極性就行
我再解釋一下,單極性工作方式,在整個(gè)電路想要輸出50Hz的正半周的時(shí)候,全橋的輸出是一個(gè)只有+Vcc和0兩種電壓的PWM波,當(dāng)然占空比是Sin變化的,也叫SPWM波;在整個(gè)電路想要輸出50Hz的負(fù)半周的時(shí)候,全橋的輸出是一個(gè)只有-Vcc和0兩種電壓的PWM波
而雙極性工作方式,則不對(duì)上述的50Hz進(jìn)行正半周或者負(fù)半周的區(qū)分,在任何時(shí)刻,全橋的輸出均是+Vcc或者-Vcc,不存在0的時(shí)候。只利用占空比來(lái)控制正半周或者負(fù)半周
請(qǐng)注意!請(qǐng)注意區(qū)分“全橋輸出”和“電路輸出”的區(qū)別,全橋輸出指的是測(cè)量?jī)蓚€(gè)橋臂中點(diǎn)的輸出,,而電路輸出是整個(gè)逆變器的輸出
雙極性因?yàn)樗膫€(gè)管子都要高速運(yùn)作,所以時(shí)刻都是SPWM波,這點(diǎn)倒是說(shuō)對(duì)了,其他的看不懂
雙極性:輸出濾波節(jié)約成本,同等濾波電感條件下,諧波電流小
雙極型:控制電路簡(jiǎn)單
謝謝你的回答,不過(guò)你的回答不但沒(méi)有一解心中困惑,反而更困惑了。你的回答使我對(duì)H橋更不懂了,第一次從圖上見(jiàn)到H橋是在一本書(shū)中,那本書(shū)介紹了電源的拓樸,講到了全橋,說(shuō)是高性能高效率高可靠的一種拓樸,一般用在高端PC電源上面,每次導(dǎo)通一對(duì)橋臂。
后來(lái)看到正弦波逆變器,用的H橋?qū)嶋H就是以前的全橋,只是多個(gè)電感和電容來(lái)濾波,將方波變成平滑的直流。
如果H橋每一邊是以BUCK的原理來(lái)工作,以雙極性四管全是SPWM波來(lái)說(shuō),當(dāng)左上管為主SPWM波,電容左邊應(yīng)該為正時(shí),不管右上管的SPWM脈寬有多窄,輸出的電流總是與左邊相反的,而且當(dāng)右上開(kāi)通時(shí),右下管要關(guān)閉,那等于是負(fù)載懸浮了,沒(méi)有地了(并且這樣會(huì)降低效率,降低效率先不說(shuō)吧)。這樣將造成電流的不連續(xù)(那波形應(yīng)該也是由許多小鋸齒波組成的,應(yīng)該不如單極性平滑,猜想的),濾波電感的電能不能釋放,H橋和雙管正激 全橋的電源總是有不一樣的地方,雙管正激和全橋是隔離型電源,輸入和輸出是兩個(gè)線(xiàn)圈,一定會(huì)有漏感,輸入到初級(jí)沒(méi)有傳到次級(jí)的剩余的能量可以在死區(qū)時(shí)間內(nèi)流回電源,H橋?yàn)V波電感的能量應(yīng)該不會(huì)有如此能回饋到電源的,主要能量消耗到負(fù)載上了。
至于我一在將H橋每一邊做BUCK工作來(lái)理解也是有原因的,本身工作原理就和BUCK類(lèi)似,結(jié)構(gòu)也差不多,且當(dāng)SPWM波全加于左管或右管時(shí),都只需要一個(gè)電感即可,而全加于上管時(shí)則要兩個(gè)濾波電感。
還希望大師能說(shuō)明這雙極性四路全部SPWM波的工作原理
不會(huì)懸浮的,在你說(shuō)的懸浮階段,其實(shí)二極管就續(xù)流了。
雙極性還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn):導(dǎo)通損耗小于二極管,在開(kāi)關(guān)頻率不是很高的情況下能提高效率。所以在電機(jī)控制場(chǎng)合一般用雙極性調(diào)制
圖中CT測(cè)變壓器原邊電流
個(gè)人認(rèn)為,雙極性的主要特點(diǎn)就是倍頻
雙極性調(diào)制,工頻機(jī),H橋接變壓器
分析: Q2,Q3導(dǎo)通(見(jiàn)“Q2—Q3”),使變壓器原邊負(fù)向電流最大(在這一調(diào)制周期內(nèi))。下一時(shí)刻:Q1導(dǎo)通,Q2關(guān)斷,此時(shí)Q1,Q4無(wú)共同導(dǎo)通時(shí)間,原邊電流以B方向,Q1,母線(xiàn)電容(對(duì)于高頻相當(dāng)于直通),Q4的反向并聯(lián)兩級(jí)管回流(漸漸減小)。然后Q1,Q4同時(shí)導(dǎo)通,原邊電流以A方向增加到最大。
再下一時(shí)刻:Q1關(guān)斷,Q2導(dǎo)通此時(shí)主變壓器原邊電感電流(漏感,線(xiàn)路電感)不能突變,還是以A方向,Q3的反向并聯(lián)兩級(jí)管,母線(xiàn)電容,Q2回流(漸漸減?。缓?/span>Q2,Q3同時(shí)導(dǎo)通,原邊電流以B方向增加到最大。