CN102664550A - 直接驱动桥式逆变实验电路 - Google Patents

直接驱动桥式逆变实验电路 Download PDF

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Abstract

直接驱动桥式逆变实验电路，属于试验电路领域，本发明为解决现有桥式逆变实验电路需要多套独立电源、电路结构复杂的问题。本发明所述直接驱动桥式逆变实验电路中采用了六个三极管的三相全桥逆变电路，所述直接驱动桥式逆变实验电路包括微处理器、微处理器电源、三相全桥逆变电路或单相全桥逆变电路，三相全桥逆变电路的上面三个开关管选择PNP型三极管或PMOS管，下面三个开关管选择NPN型三极管或NMOS管，微处理器电源为微处理器供电，同时为六个开关管供电；单相全桥逆变电路的上面两个开关管选择PNP型三极管或PMOS管，下面两个开关管选择NPN型三极管或NMOS管，微处理器电源为微处理器供电，同时为四个开关管供电。

Description

直接驱动桥式逆变实验电路
技术领域
本发明涉及直接驱动桥式逆变实验电路，属于试验电路领域。
背景技术
在实验室中经常用电力电子器件进行电力变换时多以组合方式使用，如四开关桥式逆变实验电路、六开关桥式逆变实验电路。一般情况下，六开关桥式逆变实验电路更有一般性。传统六开关桥式逆变电路中采用的六个开关要么全是PNP型三极管，要么全是NPN型三极管，在接地的独立性要求框架下，需要对各个开关进行分别的多地控制，而该六开关桥式逆变电路中的六个开关至少需要四个独立电源。原因如下：对开关控制的单片机是共地输出的，而电力电子开关由于是桥式联接的原因，却要求是独立驱动，也就是不能共地。
当六个开关均选用PNP型三极管时，上面的三个开关的电源可以共地，用一个独立电源供电；而下面的三个开关则必须每个都需要一个独立电源。
当六个开关均选用NPN型三极管时，下面的三个开关的电源可以共地，用一个独立电源供电；而上面的三个开关则必须每个都需要一个独立电源。
在实验室中学习和测试六开关桥式逆变电路时，需要一种工作电压不高、结构简单、能够展示桥式逆变电路功能的实验电路。而传统实验用的六开关桥式逆变电路需要多个独立电源，并且，因为使用多个独立电源，随之的隔离电路也需要多套，该实验电路结构过于复杂。
发明内容
本发明目的是为了解决现有桥式逆变实验电路需要多套独立电源、电路结构复杂的问题，提供了一种直接驱动桥式逆变实验电路。
本发明所述直接驱动桥式逆变实验电路有四种技术方案：
第一种方案：所述直接驱动桥式逆变实验电路中采用了六个三极管的三相全桥逆变电路，所述直接驱动桥式逆变实验电路包括微处理器、微处理器电源、第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3、第四开关管G4、第五开关管G5和第六开关管G6，
第一开关管G1、第三开关管G3和第五开关管G5选择PNP型三极管，第二开关管G2、第四开关管G4和第六开关管G6选择NPN型三极管，
第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3、第四开关管G4、第五开关管G5和第六开关管G6构成三相全桥逆变电路，第一开关管G1和第二开关管G2串联构成A相桥臂，第三开关管G3和第四开关管G4串联构成B相桥臂，第五开关管G5和第六开关管G6串联构成C相桥臂；
微处理器电源为微处理器供电，微处理器电源的正极电源输出端还同时与第一开关管G1、第三开关管G3和第五开关管G5的发射极相连，
微处理器电源的负极电源输出端还同时与第二开关管G2、第四开关管G4和第六开关管G6的发射极相连。
第二种技术方案：所述直接驱动桥式逆变实验电路中采用了四个三极管的单相全桥逆变电路，所述直接驱动桥式逆变实验电路包括微处理器、微处理器电源、第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3和第四开关管G4，
第一开关管G1和第三开关管G3选择PNP型三极管，第二开关管G2和第四开关管G4选择NPN型三极管，
第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3和第四开关管G4构成单相全桥逆变电路，第一开关管G1和第二开关管G2串联构成一个桥臂，第三开关管G3和第四开关管G4串联构成另一个桥臂；
微处理器电源为微处理器供电，微处理器电源的正极电源输出端还同时与第一开关管G1和第三开关管G3的发射极相连，
微处理器电源的负极电源输出端还同时与第二开关管G2和第四开关管G4的发射极相连。
第三种技术方案：所述直接驱动桥式逆变实验电路中采用了六个MOS管的三相全桥逆变电路，所述直接驱动桥式逆变实验电路包括微处理器、微处理器电源、第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3、第四开关管G4、第五开关管G5和第六开关管G6，
第一开关管G1、第三开关管G3和第五开关管G5选择PMOS管，第二开关管G2、第四开关管G4和第六开关管G6选择NMOS管，
第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3、第四开关管G4、第五开关管G5和第六开关管G6构成三相全桥逆变电路，第一开关管G1和第二开关管G2串联构成A相桥臂，第三开关管G3和第四开关管G4串联构成B相桥臂，第五开关管G5和第六开关管G6串联构成C相桥臂；
微处理器电源为微处理器供电，微处理器电源的正极电源输出端还同时与第一开关管G1、第三开关管G3和第五开关管G5的源极相连，
微处理器电源的负极电源输出端还同时与第二开关管G2、第四开关管G4和第六开关管G6的源极相连。
第四种技术方案：所述直接驱动桥式逆变实验电路中采用了四个MOS管的单相全桥逆变电路，所述直接驱动桥式逆变实验电路包括微处理器、微处理器电源、第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3和第四开关管G4，
第一开关管G1和第三开关管G3选择PMOS管，第二开关管G2和第四开关管G4选择NMOS管，
第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3和第四开关管G4构成单相全桥逆变电路，第一开关管G1和第二开关管G2串联构成一个桥臂，第三开关管G3和第四开关管G4串联构成另一个桥臂；
微处理器电源为微处理器供电，微处理器电源的正极电源输出端还同时与第一开关管G1和第三开关管G3的源极相连，
微处理器电源的负极电源输出端还同时与第二开关管G2和第四开关管G4的源极相连。
本发明的优点：
1、节省了一般桥式逆变电路所需要的多路独立电源和多个独立光电耦合器。
2、在实验中，节省了桥式逆变电路的工作电源。
附图说明
图1是实施方式一所述直接驱动桥式逆变实验电路的结构示意图；
图2是实施方式二所述直接驱动桥式逆变实验电路的结构示意图；
图3是实施方式三所述直接驱动桥式逆变实验电路的结构示意图；
图4是实施方式四所述直接驱动桥式逆变实验电路的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述直接驱动桥式逆变实验电路中采用了六个三极管的三相全桥逆变电路，所述直接驱动桥式逆变实验电路包括微处理器1、微处理器电源2、第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3、第四开关管G4、第五开关管G5和第六开关管G6，
第一开关管G1、第三开关管G3和第五开关管G5选择PNP型三极管，第二开关管G2、第四开关管G4和第六开关管G6选择NPN型三极管，
第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3、第四开关管G4、第五开关管G5和第六开关管G6构成三相全桥逆变电路，第一开关管G1和第二开关管G2串联构成A相桥臂，第三开关管G3和第四开关管G4串联构成B相桥臂，第五开关管G5和第六开关管G6串联构成C相桥臂；
微处理器电源2为微处理器1供电，微处理器电源2的正极电源输出端还同时与第一开关管G1、第三开关管G3和第五开关管G5的发射极相连，
微处理器电源2的负极电源输出端还同时与第二开关管G2、第四开关管G4和第六开关管G6的发射极相连。
本实施方式的三相全桥逆变电路为三相负载3提供三相交流电。
具体实施方式二：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式所述直接驱动桥式逆变实验电路中采用了四个三极管的单相全桥逆变电路，所述直接驱动桥式逆变实验电路包括微处理器1、微处理器电源2、第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3和第四开关管G4，
第一开关管G1和第三开关管G3选择PNP型三极管，第二开关管G2和第四开关管G4选择NPN型三极管，
第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3和第四开关管G4构成单相全桥逆变电路，第一开关管G1和第二开关管G2串联构成一个桥臂，第三开关管G3和第四开关管G4串联构成另一个桥臂；
微处理器电源2为微处理器1供电，微处理器电源2的正极电源输出端还同时与第一开关管G1和第三开关管G3的发射极相连，
微处理器电源2的负极电源输出端还同时与第二开关管G2和第四开关管G4的发射极相连。
本实施方式的单相全桥逆变电路为单相负载3提供单相交流电。
具体实施方式三：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式所述直接驱动桥式逆变实验电路中采用了六个MOS管的三相全桥逆变电路，所述直接驱动桥式逆变实验电路包括微处理器1、微处理器电源2、第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3、第四开关管G4、第五开关管G5和第六开关管G6，
第一开关管G1、第三开关管G3和第五开关管G5选择PMOS管，第二开关管G2、第四开关管G4和第六开关管G6选择NMOS管，
第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3、第四开关管G4、第五开关管G5和第六开关管G6构成三相全桥逆变电路，第一开关管G1和第二开关管G2串联构成A相桥臂，第三开关管G3和第四开关管G4串联构成B相桥臂，第五开关管G5和第六开关管G6串联构成C相桥臂；
微处理器电源2为微处理器1供电，微处理器电源2的正极电源输出端还同时与第一开关管G1、第三开关管G3和第五开关管G5的源极相连，
微处理器电源2的负极电源输出端还同时与第二开关管G2、第四开关管G4和第六开关管G6的源极相连。
本实施方式的三相全桥逆变电路为三相负载3提供三相交流电。
具体实施方式四：下面结合图4说明本实施方式，本实施方式所述直接驱动桥式逆变实验电路中采用了四个MOS管的单相全桥逆变电路，所述直接驱动桥式逆变实验电路包括微处理器1、微处理器电源2、第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3和第四开关管G4，
第一开关管G1和第三开关管G3选择PMOS管，第二开关管G2和第四开关管G4选择NMOS管，
第一开关管G1、第二开关管G2、第三开关管G3和第四开关管G4构成单相全桥逆变电路，第一开关管G1和第二开关管G2串联构成一个桥臂，第三开关管G3和第四开关管G4串联构成另一个桥臂；
微处理器电源2为微处理器1供电，微处理器电源2的正极电源输出端还同时与第一开关管G1和第三开关管G3的源极相连，
微处理器电源2的负极电源输出端还同时与第二开关管G2和第四开关管G4的源极相连。
本实施方式的单相全桥逆变电路为单相负载3提供单相交流电。
实施方式一至四的工作原理是一样的，共同具有以下几个特点：
1、桥式逆变电路(三相全桥逆变电路或单相全桥逆变电路)所用的直流电源与微处理器1的供电电源-微处理器电源2是同一个电源。这样，首先是为桥式逆变电路提供一个较低的工作电压，同使也使桥式逆变电路与微处理器1电路有共同的参考电平。
2、每个桥臂的上面和下面的两个开关管使用极性互补的开关，这样，上面三个开关管的控制极可以共同使用微处理器1的电源的正极作为参考电位，而下面的三个晶体管开关的控制极可以共同使用微处理器1的负极作为参考电位。
3、微处理器1的输出控制端直接与桥式电路的晶体管开关的相应控制极相连，而不影响桥式电路的正常工作。当微处理器1的输出控制端G1、G3和G5为低电平时，控制相应的开关管导通；而当微处理器的输出控制端G2、G4和G6为高电平时，控制相应的开关管导通。

Claims (4)

1.直接驱动桥式逆变实验电路，其特征在于，它包括微处理器(1)、微处理器电源(2)、第一开关管(G1)、第二开关管(G2)、第三开关管(G3)、第四开关管(G4)、第五开关管(G5)和第六开关管(G6)，
第一开关管(G1)、第三开关管(G3)和第五开关管(G5)选择PNP型三极管，第二开关管(G2)、第四开关管(G4)和第六开关管(G6)选择NPN型三极管，
第一开关管(G1)、第二开关管(G2)、第三开关管(G3)、第四开关管(G4)、第五开关管(G5)和第六开关管(G6)构成三相全桥逆变电路，第一开关管(G1)和第二开关管(G2)串联构成A相桥臂，第三开关管(G3)和第四开关管(G4)串联构成B相1桥臂，第五开关管(G5)和第六开关管(G6)串联构成C相桥臂；
微处理器电源(2)为微处理器(1)供电，微处理器电源(2)的正极电源输出端还同时与第一开关管(G1)、第三开关管(G3)和第五开关管(G5)的发射极相连，
微处理器电源(2)的负极电源输出端还同时与第二开关管(G2)、第四开关管(G4)和第六开关管(G6)的发射极相连。
2.直接驱动桥式逆变实验电路，其特征在于，它包括微处理器(1)、微处理器电源(2)、第一开关管(G1)、第二开关管(G2)、第三开关管(G3)和第四开关管(G4)，
第一开关管(G1)和第三开关管(G3)选择PNP型三极管，第二开关管(G2)和第四开关管(G4)选择NPN型三极管，
第一开关管(G1)、第二开关管(G2)、第三开关管(G3)和第四开关管(G4)构成单相全桥逆变电路，第一开关管(G1)和第二开关管(G2)串联构成一个桥臂，第三开关管(G3)和第四开关管(G4)串联构成另一个桥臂；
微处理器电源(2)为微处理器(1)供电，微处理器电源(2)的正极电源输出端还同时与第一开关管(G1)和第三开关管(G3)的发射极相连，
微处理器电源(2)的负极电源输出端还同时与第二开关管(G2)和第四开关管(G4)的发射极相连。
3.直接驱动桥式逆变实验电路，其特征在于，它包括微处理器(1)、微处理器电源(2)、第一开关管(G1)、第二开关管(G2)、第三开关管(G3)、第四开关管(G4)、第五开关管(G5)和第六开关管(G6)，
第一开关管(G1)、第三开关管(G3)和第五开关管(G5)选择PMOS管，第二开关管(G2)、第四开关管(G4)和第六开关管(G6)选择NMOS管，
第一开关管(G1)、第二开关管(G2)、第三开关管(G3)、第四开关管(G4)、第五开关管(G5)和第六开关管(G6)构成三相全桥逆变电路，第一开关管(G1)和第二开关管(G2)串联构成A相桥臂，第三开关管(G3)和第四开关管(G4)串联构成B相桥臂，第五开关管(G5)和第六开关管(G6)串联构成C相桥臂；
微处理器电源(2)为微处理器(1)供电，微处理器电源(2)的正极电源输出端还同时与第一开关管(G1)、第三开关管(G3)和第五开关管(G5)的源极相连，
微处理器电源(2)的负极电源输出端还同时与第二开关管(G2)、第四开关管(G4)和第六开关管(G6)的源极相连。
4.直接驱动桥式逆变实验电路，其特征在于，它包括微处理器(1)、微处理器电源(2)、第一开关管(G1)、第二开关管(G2)、第三开关管(G3)和第四开关管(G4)，
第一开关管(G1)和第三开关管(G3)选择PMOS管，第二开关管(G2)和第四开关管(G4)选择NMOS管，
第一开关管(G1)、第二开关管(G2)、第三开关管(G3)和第四开关管(G4)构成单相全桥逆变电路，第一开关管(G1)和第二开关管(G2)串联构成一个桥臂，第三开关管(G3)和第四开关管(G4)串联构成另一个桥臂；
微处理器电源(2)为微处理器(1)供电，微处理器电源(2)的正极电源输出端还同时与第一开关管(G1)和第三开关管(G3)的源极相连，
微处理器电源(2)的负极电源输出端还同时与第二开关管(G2)和第四开关管(G4)的源极相连。
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