单相H桥工作原理详解

如图2-1所示，直流母线电压U_dc固定不变，输出的交流电u_AB是通过PWM方法进行调节，而PWM方法又分单极性调制法和双极性调制法，无论采用哪种调制方法，每个桥臂上下两个开关管的驱动脉波信号是互补的，即S₁和S₄的驱动信号u_g1和u_g4互补、S₂和S₃的驱动信号u_g2和u_g3互补，即同一桥臂上下两个开关管不能同时导通，否则将使直流侧电源短路。

1.单极性调制法

图2-2所示为单相H桥变换器采用单极性调制法时的一组典型波形，其中um和u_m-为两个正弦调制波，它们的幅值和频率相同，相位互差180°；u_cr为三角载波；u_g1和u_g3为开关管S₁和S₃的门极驱动信号。由于同一桥臂中上下两个开关管为互补运行方式，为简便起见，这里只讨论u_g1和u_g3驱动信号。由图2-2可见，驱动信号u_g1是通过比较u_m和u_cr产生，驱动开关管S₁，驱动信号u_g3是通过比较u_m-和u_cr产生，驱动开关管S₃。可见，该调制法中S₁和S₃不同时动作，输出电压u_AB在正半周期中只在0和+U_dc之间切换，在负半周期中，则在0和-U_dc之间切换，因此，该调制法被称为单极性调制法，也称为二重化载波调制策略。

图2-2所示的单极性调制法是采用两个正弦调制波u_m和u_m-与一个三角载波u_cr进行调制，当然，单极性调制法也可采用一个正弦调制波u_m与两个三角波u_cr和u_cr-进行调制，此时两个三角载波u_cr和u_cr-频率和幅值相等，但相位相差180°，该调制法的典型波形如图2-3所示。

图2-2 单相H桥变换电路采用单极性调制法的典型波形

2.双极性调制法(www.xing528.com)

图2-4所示为单相H桥变换器采用双极性调制法时的一组典型波形，其中，u_m为正弦调制波，u_cr为三角载波，u_g1和u_g3为开关管S₁和S₃的门极驱动信号，它们是通过比较u_m和u_cr产生的，输出电压u_AB=u_AN-u_BN在±U_dc之间切换，因此，该调制法被称为双极性调制法。

图2-3 单相H桥变换电路采用一个调制波两个载波的单极性调制法的典型波形

图2-4 单相H桥变换电路采用双极性调制法的典型波形