半桥式电压源逆变器基本概念

    变频静止电源是将直流逆变成交流作恒频恒压、调频调压、交流调速传动(ASD)、UPS静态无功补偿、有源滤波、柔性交流输电系统(FACTS)、航空航天高频正弦波电源等。对于正弦波交流输出，其幅值、频率和相位都要求可控或保持恒定。按输出波形的类型，分为电压源逆变器( VSI)和电流源逆变器(CSI)。

    图7-1所示为半桥式电压源逆变器的拓扑电路，两个大电容提供一个中性点，每个电容两端的电压保持ui／2，逆变器运行时有低阶谐波电流，要求有一组大容量的电容器(C+和C)，桥臂上的两开关(S1和S2)不能同时导通，否则将引起直流电压源Ui短路，表7-1所示的开关状态（状态1、状态2）（状态3），通常采用调制技术来保证任何时候逆变器每桥臂上的开关只有一个导通。

    图7-1    单相半桥式电压源逆变器拓扑电路

    图7-2所示为SPWM（正弦脉宽调制）调制的半桥式电压源逆变器的理想波形，开关S1和S2的状态由SPWM调制技术来确定。

    表7-1    单相半桥式电压源逆变器的开关状态

    图7-2    SPWM调制的半桥式电压源逆变器的理想波形(ma=0.8，mf=0.9)

   (a)载波和调制信号；(b)开关S1的状态；(c)开关S2的状态；(d)交流输出电压；(e)交流

    输出电压频谱；(f)交流输出电流；(g)直流电流；(h)直流电流频谱；(i)开关S+的电流；

   (j)二极管VD1的电流