逆變電路中開關器件反向恢復特性的重要性—逆變電路的種類和通電方式

逆變電路主要分為單相逆變電路和三相逆變電路兩類。單相逆變電路的電路圖和輸出電流的示意波形分別如圖1和圖2所示。單相逆變電路可將直流電轉換為單相交流電，因此通常被用于功率調節(jié)器和不間斷電源（UPS）等普通家庭的商用電源應用。

關鍵要點

?逆變電路主要分為單相逆變電路和三相逆變電路兩類。

?電機驅動采用可使轉矩穩(wěn)定、且可抑制振動和噪聲的三相逆變器。

?用三相逆變器驅動電機時的激勵（通電）方式有方波驅動（120°激勵）和正弦波驅動（三相調制、兩相調制），不同的方式各有優(yōu)缺點。

?在本系列文章中，將以電機驅動中常用的正弦波驅動（三相調制）方式為例進行講解。

本文進入本系列文章的第一個主題：“逆變電路的種類和通電方式”。

· 逆變電路種類和通電方式

· 三相調制逆變電路的基本工作

· 通過雙脈沖測試比較PrestoMOS?與普通SJ MOSFET的損耗（實際測試結果）

· 通過三相調制逆變電路比較PrestoMOS?與普通SJ MOSFET的效率（仿真）

逆變電路的種類和通電方式

逆變電路主要分為單相逆變電路和三相逆變電路兩類。單相逆變電路的電路圖和輸出電流的示意波形分別如圖1和圖2所示。單相逆變電路可將直流電轉換為單相交流電，因此通常被用于功率調節(jié)器和不間斷電源（UPS）等普通家庭的商用電源應用。

圖1：單相逆變電路圖

圖2：單相逆變電路的輸出電流波形示意圖

接下來，三相逆變電路的電路圖和輸出電流的示意波形圖分別如圖3、圖4、圖5所示。圖4為正弦波驅動（180°激勵）的電流波形，圖5為方波驅動（120°激勵）的電流波形。三相逆變電路可將直流電轉換為三相交流電，因此通常被用于空調壓縮機和電動汽車等的電機驅動等應用。

圖3：三相逆變電路圖

圖4：三相逆變電路的輸出電流波形示意圖（180°激勵）

圖5：三相逆變電路的輸出電流波形示意圖（120°激勵）

在驅動電機時，既可以使用單相逆變電路，也可以使用三相逆變電路。然而，單相逆變電路受結構因素的影響，存在輸出電流一定為零的時段（參見圖2），這會導致電機的轉矩波動很大，電機的振動和驅動噪聲變大。而三相逆變電路由于采用的是電流始終流過三相中的一相的控制方式（參見圖4和圖5），因而與單相逆變電路相比，其輸出電流的波動較小，電機的轉矩穩(wěn)定，振動和噪聲也比較小。也因為此，電機驅動通常多采用三相逆變電路。

如表1所示，用三相逆變器驅動電機時的激勵方式有方波驅動（120°激勵）和正弦波驅動（180°激勵/三相調制、兩相調制）等不同的方式。

在圖5電流波形中的120°激勵中，半波180°區(qū)間僅120°進行開關，因此與正弦波驅動相比，其開關損耗更低。但缺點是其相電流會接近方波狀，高次諧波會增加，電機的效率會變差。

在圖4所示的正弦波驅動（180°激勵）中，相電流接近基頻，可減少高次諧波，因而具有可提升電機效率的優(yōu)點。但是，由于在整個半波180°區(qū)間都進行開關，所以與方波驅動相比，其開關損耗較大。

表1：各種通電（激勵）方式及其特點

在本系列文章中，我們將以電機驅動中常用的正弦波驅動（三相調制）方式為例進行講解。