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Vergleich der Vor- und Nachteile zwischen Halbbrückenschaltung und Vollbrückenschaltung
25 Nov 2023

Die Form des Hauptstromkreises zur Leistungsumwandlung des Halbbrückenwechselrichters ist in der folgenden Abbildung dargestellt :

Durch die Analyse der Spannungsfestigkeit der Schaltröhre und der Primärspannung des Transformators, wenn zwei Schaltröhren mithilfe einer sequentiellen Schaltung abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden, weiß man, dass die erforderliche Spannungsfestigkeit der Schaltröhre VAC beträgt; Die Primärspannung des Transformators beträgt 1/2Vdco

Die Arbeitswellenform ist wie folgt:


Der Unterschied zwischen dem Vollbrücken-Wechselrichter-Hauptstromkreis und der Platinenbrückenschaltung besteht darin, dass zwei andere identische Schalttransistoren verwendet werden, um zwei Kondensatoren zu ersetzen, d. h. der Wechselrichterschaltkreis besteht aus vier Schalttransistoren. In ähnlicher Weise kann durch Analyse des Zeitschaltkreises geschlossen werden, dass die erforderliche Spannungsfestigkeit des Schalttransistors VAC beträgt; Die Primärspannung des Transformators beträgt ± Vdco

Wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

Wenn Sie die Eigenschaften und Funktionsprinzipien der beiden Schaltkreise verstehen, können Sie deren Vor- und Nachteile vergleichen.

Zunächst ist es sehr praktisch, einen deutlichen Unterschied zum Schaltplan zu erkennen, d. h. die Anzahl der Schaltröhren ist unterschiedlich. Die Anzahl der Schaltröhren in der Halbbrückenschaltung ist gering und die Kosten entsprechend gering. Die Vollbrückenschaltung verfügt über 4 Schaltröhren, und zur Ansteuerung von zwei Schaltröhrenpaaren sind zwei Sätze gegenphasiger Ansteuerimpulse erforderlich, was zwangsläufig zu einer Komplexität der Ansteuerschaltung führt. Da in der Halbbrückenschaltung nur zwei Leitungen vorhanden sind, gibt es kein gleichzeitiges Ein-Aus-Problem, und die Fähigkeit zur Ungleichgewichtsbekämpfung ist stark, das heißt, der Leistungsbedarf ist nicht sehr hoch, so dass die Ansteuerschaltung viel kostet einfacher als die ganze Brücke.
Wenn es um die Anti-Unsymmetrie-Fähigkeit geht, können wir uns noch einmal das schematische Diagramm ansehen: Wenn die Halbbrückenschaltung mit 120 VAC arbeitet, ist der Schalter in der Mitte des Kondensators geschlossen und das Problem der Unsymmetrie wird hauptsächlich durch die Trennung gelöst Gerader Kondensator C. Wenn der magnetische Fluss unausgeglichen ist, entsteht in der Leitung eine Gleichstromvorspannung. Wenn die Gleichstromvorspannung bis zu einem gewissen Grad groß ist, kommt es zu einer magnetischen Flusssättigung. Durch die Hinzufügung dieser Gleichkapazität kann kein Gleichstrom durchfließen, um den Zweck der Ungleichgewichtsbekämpfung zu erreichen. Wenn andererseits keine gerade Kapazität vorhanden ist, kommt es zu einem Ungleichgewicht des magnetischen Flusses, d was zu einer Kernsättigung führt. Wenn bei diesem Kondensator die kontinuierliche Flussenergie der Transformatorspule zu groß ist, wird C aufgeladen (CC: Die Spannung an beiden Enden ist sicher, daher ist auch die absorbierte Energie sicher), sodass die überschüssige Energie nicht im Kondensator gespeichert wird Spule, die Remanenz bildet, um das Problem des Ungleichgewichts des magnetischen Flusses zu lösen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Funktionsprinzip der Vollbrücke und der Halbbrücke sehr ähnlich. Wenn die Halbbrückenschaltung mit 220 VAC betrieben wird, ist kein direkter Kondensator erforderlich. Da die Spannung in der Mitte der beiden Filterkondensatoren zu diesem Zeitpunkt schwebend ist, kann die Schaltung auf beiden Seiten automatisch angepasst werden, um ein Gleichgewicht zu erreichen. Wenn die Induktivität C in einem bestimmten Zyklus weiter auflädt, ist zu viel Energie vorhanden und die Spannung an beiden Enden von C wird etwas höher sein, und die Energie, die Restmagnetismus erzeugt hätte, wird im Kondensator gespeichert und die Spannung an beiden Enden von C wird entsprechend niedriger sein. Wenn der nächste Zyklus C entladen wird, wird aufgrund der unveränderten Einschaltdauer nicht die gesamte überschüssige Energie abgegeben, d. h. C, die Spannung an beiden Enden ist immer noch etwas höher als der Normalwert, dies ist jedoch nicht der Fall So viel höher, gefolgt von einer Entladung von C, da seine Spannung niedriger als der Normalwert ist und weniger Energie freigesetzt wird. Reduzieren Sie die Spannung an beiden Enden von C weiter, bis ein neues Gleichgewicht erreicht ist. Vereinfacht ausgedrückt verteilen die beiden Kondensatoren automatisch die überschüssige Energie im Transformator, bis dieser remanenzfrei ausgeglichen ist.
Auch die Anwendung von Halbbrücken- und Vollbrückenschaltungen ist unterschiedlich. Wir können uns zunächst die Spannungswellenform der Primärseite des Transformators ansehen: Die primärseitige Spannung des Halbbrückenschaltungstransformators beträgt 1/2 Vc und die primärseitige Spannung des Vollbrückenschaltungstransformators beträgt Vdc. P = VDI, um die gleiche Leistung auszugeben, ist der Eingangsstrom der Halbbrückenschaltung doppelt so hoch wie der der Vollbrückenschaltung; Mit anderen Worten: Wenn ihre Schaltströme gleich sind und die Eingangsspannung gleich ist, ist die Ausgangsleistung der Halbbrücke halb so groß wie die der Vollbrücke. Daher ist die Halbbrückenschaltung nicht für Hochleistungs-Wechselrichterschaltungen geeignet. Darüber hinaus gibt es aufgrund der unterschiedlichen Eingangsspannung und des Eingangsstroms auch gewisse Unterschiede im Design des Transformators: Der ursprüngliche Seitendurchmesser des Halbbrückenschaltungstransformators ist dicker und die Anzahl der Windungen auf der ursprünglichen Seite des Transformators Vollbrückenschaltung ist relativ mehr. Im Vergleich zu anderen Schaltungen haben Halbbrückenschaltungen und Vollbrückenschaltungen den gemeinsamen Vorteil, dass sie keinen Drain-Widerstand benötigen und die in der Streuinduktivität gespeicherte Energie direkt auf den BUS zurückgeführt wird, was die Effizienz der Schaltung erhöht relativ hoch.



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