什麼是全橋或H橋逆變器

 

 

如上圖所示，在全橋逆變器中
，我們有一組4個MOSFET連接到輸出負載。對角連接的MOSFET通過外部振蕩器交替切換
，從而使來自電池的輸入DC轉換為負載的交流電或AC。

 

負載通常表現為變壓器形式
，其低壓初級線圈與MOSFET橋連接以實現預期的DC到AC反相。

 

通常
，基於4 N溝道MOSFET的H橋被應用在全橋逆變器中，盡管使用4 N通道逆變器依賴於專用驅動器IC，但效率很高，其複雜性可以略過

，因此，這些方法廣泛用於所有現代全橋逆變器中。

 

MOSFET體內二極管的用途

 

最初引入現代MOSFET中使用的內部二極管，以保護器件免受因連接的電感性負載（例如變壓器，電動機，螺線管等）產生的反向EMF尖峰的影響。

 

當電感負載與MOSFET漏極接通時，電能立即存儲在負載內部，並且在下一個瞬間隨著關閉，該存儲的EMF從MOSFET源極到漏極，從而導致MOSFET永久性損壞。

 

在器件的漏極/源極之間存在一個內部二極管，通過允許反電動勢尖峰穿過二極管來阻止MOSFET被損壞

，從而保護了MOSFET。

 

使用MOSFE二極管為逆變器電池充電

 

我們知道沒有電池的逆變器是不完整的
，並且逆變器電池需要頻繁充電，以保持逆變器持續輸出並處於待機狀態。

 

然而，給電池充電需要變壓器，該變壓器必須是高功率器件
，以確保電池的最佳電流。

 

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值得高興的是，MOSFET中內部二極管使變壓器可以通過一些簡單的繼電器切換序列以逆變器模式以及電池充電器模式進行切換。

 

基本工作原理

 

在下圖中，我們可以看到，每個MOSFET都帶有一個內部二極管，該二極管跨接在它們的漏極/源極引腳之間。

 

 

二極管的陽極與源極相連
，而陰極引腳與器件的源極引腳相連。我們還可以看到
，由於MOSFET配置在橋接網絡中，因此二極管也配置成基本的全橋整流器網絡格式。

 

采用了幾個繼電器，它們實現了一些快速轉換
，以使電網AC能夠通過MOSFET二極管為電池充電。

 

實際上，MOSFET內部二極管的這種橋式整流器網絡結構使用單個變壓器作為逆變器變壓器和充電器變壓器的過程非常簡單。

 

流過MOSFET二極管的電流方向

 

下圖顯示了流過二極管的電流方向，將變壓器AC整流為DC充電電壓

 

 

使用交流電源時，變壓器線會交替改變其極性。如左圖所示，假設START為正極，橙色箭頭指示電流通過D1，電池
，D3並流回FINISH或變壓器負極的電流模式。

 

在下一個AC周期中
，極性反轉
，電流如藍色箭頭所示經過體二極管D4，電池D2並流回FINISH或變壓器繞組的負極。這會不斷重複，將兩個AC周期都轉換為DC並為電池充電。

 

但是
，由於MOSFET也包含在係統中
，因此操作時必須格外小心，以確保這些器件在過程中不會損壞。

 

實用設計

 

下圖顯示了將MOSFET二極管用於為逆變器電池充電的整流器的設計，並帶有繼電器轉換開關。

 

 

為了確保MOSFET在充電模式下絕對安全，並且將二極管與變壓器AC一起使用時
，MOSFET柵極必須保持在接地電位，並且必須與電源DC完全斷開。

 

為此，我們做了兩件事：在所有MOSFET的柵極/源極引腳之間連接1 k電阻，並在驅動器IC的Vcc電源線上串聯一個截止繼電器。

 

截止繼電器是SPDT繼電器觸點，其N / C觸點與驅動器IC電源輸入串聯。在沒有交流電源的情況下，N / C觸點保持活動狀態

，從而允許電池電源到達驅動器IC，從而為MOSFET供電。

 

到此，我們就解釋了有關使用MOSFET二(er)極(ji)管(guan)通(tong)過(guo)單(dan)個(ge)公(gong)共(gong)變(bian)壓(ya)器(qi)為(wei)逆(ni)變(bian)器(qi)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)的(de)原(yuan)理(li)。希(xi)望(wang)這(zhe)一(yi)想(xiang)法(fa)將(jiang)使(shi)更(geng)多(duo)業(ye)餘(yu)愛(ai)好(hao)者(zhe)能(neng)夠(gou)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)通(tong)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)來(lai)構(gou)建(jian)帶(dai)有(you)內(nei)置(zhi)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)器(qi)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)逆(ni)變(bian)器(qi)。

 

 

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