逆變電路中開關(guān)器件反向恢復(fù)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(zhuǎn)換為單相交流電，因此通常被用于功率調(diào)節(jié)器和不間斷電源（UPS）等普通家庭的商用電源應(yīng)用。

關(guān)鍵要點(diǎn)

?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(jī)驅(qū)動(dòng)采用可使轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定、且可抑制振動(dòng)和噪聲的三相逆變器。

?用三相逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)的激勵(lì)（通電）方式有方波驅(qū)動(dòng)（120°激勵(lì)）和正弦波驅(qū)動(dòng)（三相調(diào)制、兩相調(diào)制），不同的方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。

?在本系列文章中，將以電機(jī)驅(qū)動(dòng)中常用的正弦波驅(qū)動(dòng)（三相調(diào)制）方式為例進(jìn)行講解。

本文進(jìn)入本系列文章的第一個(gè)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(diào)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(shí)際測試結(jié)果）

· 通過三相調(diào)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(zhuǎn)換為單相交流電，因此通常被用于功率調(diào)節(jié)器和不間斷電源（UPS）等普通家庭的商用電源應(yīng)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(qū)動(dòng)（180°激勵(lì)）的電流波形，圖5為方波驅(qū)動(dòng)（120°激勵(lì)）的電流波形。三相逆變電路可將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，因此通常被用于空調(diào)壓縮機(jī)和電動(dòng)汽車等的電機(jī)驅(qū)動(dòng)等應(yīng)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(lì)）

圖5：三相逆變電路的輸出電流波形示意圖（120°激勵(lì)）

在驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，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(jié)構(gòu)因素的影響，存在輸出電流一定為零的時(shí)段（參見圖2），這會導(dǎo)致電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)很大，電機(jī)的振動(dòng)和驅(qū)動(dòng)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(dòng)較小，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定，振動(dòng)和噪聲也比較小。也因?yàn)榇耍姍C(jī)驅(qū)動(dòng)通常多采用三相逆變電路。

如表1所示，用三相逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)的激勵(lì)方式有方波驅(qū)動(dòng)（120°激勵(lì)）和正弦波驅(qū)動(dòng)（180°激勵(lì)/三相調(diào)制、兩相調(diào)制）等不同的方式。

在圖5電流波形中的120°激勵(lì)中，半波180°區(qū)間僅120°進(jìn)行開關(guān)，因此與正弦波驅(qū)動(dòng)相比，其開關(guān)損耗更低。但缺點(diǎn)是其相電流會接近方波狀，高次諧波會增加，電機(jī)的效率會變差。

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

表1：各種通電（激勵(lì)）方式及其特點(diǎn)

在本系列文章中，我們將以電機(jī)驅(qū)動(dòng)中常用的正弦波驅(qū)動(dòng)（三相調(diào)制）方式為例進(jìn)行講解。