DC/AC：单相方波全桥逆变电路设计与Matlab/Simulink仿真
电压源单向方波逆变电路可以是推挽式或全桥式，而后者的应用更加广泛。桥式电路又分为全桥和半桥，工作原理类似而略有差异，半桥电路较为简单，本文以单相全桥方波逆变电路进行分析。
单相全桥逆变电路如图1所示，由一个大小为Ud的直流电压源和两个桥臂组成，每个桥臂包括两个全控器件。两路频率为f、占空比为50%的周期互补信号分别控制全桥电路的两组斜对角功率开关Q1、Q3以及Q2、Q4。当Q1、Q3导通时，逆变电路的输出电压uo为Ud；当Q2、Q4导通时，输出电压uo等于-Ud。因此uo是一个与驱动信号同频率、正负幅值均为Ud的交变方波电压。
假定电路进入稳定状态。在t0时刻，Q1、Q3的门级驱动信号到达，同时Q2、Q4因门级信号撤除而关断，输出电压为Ud，由于负载的电感性质，负载电流滞后输出电压一个角度，在此期间负载电流为负，这意味着在t0时刻负载电流从Q2、Q4切换到桥臂对管Q1、Q3的反并联二极管D1、D3，这一过程称为强制换流。此后负载电感的磁场储能向直流母线馈送，负载电流的绝对值下降，直到负载电流为零。在t1时刻，负载电流达到零值并开始转变方向与uo同向，电流从桥臂二极管D1、D3自然转移到同桥臂的S1、S3，这一过程称为自然换流。此后能量从直流母线向负载传递，负载电流指数上升，直到开关状态改变。
对逆变电路输出电压uo进行傅里叶展开，得
输出电压的基波峰值为
其有效值
单向桥式方波逆变电路输出电压为交变方波，与负载性质无关，其频率可以通过改变驱动信号的频率来调节，但其电压的形状和幅值均不调节。输出电流的波形和幅值与负载有关。要对方波逆变电路的输出电压进行调节，只能通过改变直流母线电压或者通过移相进行调压。
仿真实验设计
完成单相全桥方波逆变电路的仿真，开关管选择IGBT，频率50Hz，直流电压300V，阻感负载，电阻1欧，电感2mH。
仿真电路图搭建：（见源程序）
仿真结果
仿真程序获取方式：V♥公众昊：正能量电子科技
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