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  • 什么是半橋與全橋,區(qū)別作用原理圖介紹
    • 發(fā)布時(shí)間:2025-07-11 18:48:11
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    什么是半橋與全橋,區(qū)別作用原理圖介紹
    一、半橋電路
    (一)結(jié)構(gòu)組成
    半橋電路由兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件(如MOS管)以圖騰柱形式連接,中間點(diǎn)作為輸出端,用于提供方波信號(hào)。一個(gè)基礎(chǔ)的半橋電路通常包含兩個(gè)開(kāi)關(guān)管、一個(gè)電感和一個(gè)電容。
    半橋與全橋
    (二)工作原理
    兩個(gè)開(kāi)關(guān)管交替導(dǎo)通。當(dāng)V1導(dǎo)通時(shí),V2關(guān)斷,電容C1上的能量釋放到負(fù)載R上,輸出電壓Uo為正,同時(shí)電容C2充電。當(dāng)V1關(guān)斷后,V2導(dǎo)通,電容C2的能量釋放到負(fù)載R上,輸出電壓Uo為負(fù),同時(shí)電容C1充電。通過(guò)交替導(dǎo)通開(kāi)關(guān)管V1和V2,負(fù)載可以獲得交流電能。需要注意的是,半橋電路需要設(shè)置死區(qū)時(shí)間,防止兩個(gè)開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通導(dǎo)致短路。此外,在50Hz-60Hz的工作頻率下,電容的容量需求較大,這會(huì)增加電路的體積和成本。
    (三)應(yīng)用場(chǎng)景
    半橋電路適用于低功率應(yīng)用,如小型電機(jī)驅(qū)動(dòng)、太陽(yáng)能逆變器、變頻空調(diào)等。由于其成本低且控制相對(duì)容易,在中小功率場(chǎng)合(1KW以下)得到廣泛應(yīng)用。
    二、全橋電路
    (一)結(jié)構(gòu)組成
    半橋與全橋
    全橋電路,也稱為H橋電路,由四個(gè)功率開(kāi)關(guān)管組成。其中Q1和Q4的通斷互補(bǔ),Q2和Q3的通斷互補(bǔ)。
    (二)工作原理
    當(dāng)Q1、Q3閉合,Q2、Q4斷開(kāi)時(shí),負(fù)載電壓Uo為正;當(dāng)Q1、Q3斷開(kāi),Q2、Q4閉合時(shí),負(fù)載電壓Uo為負(fù)。Q1、Q3和Q2、Q4交替導(dǎo)通,使負(fù)載獲得交流電能。當(dāng)負(fù)載不是純電阻時(shí),負(fù)載電壓和負(fù)載電流不同相位,此時(shí)開(kāi)關(guān)管的寄生二極管起到電流續(xù)流的作用。相比半橋電路,全橋電路更適合大功率應(yīng)用場(chǎng)合。
    (三)應(yīng)用場(chǎng)景
    全橋電路適用于高功率應(yīng)用,如直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電力變換器、UPS不間斷電源等。它能夠提供更精確的控制,適合需要調(diào)速和制動(dòng)的場(chǎng)景。
    三、半橋與全橋電路對(duì)比
    半橋電路通過(guò)兩個(gè)開(kāi)關(guān)管和兩個(gè)電容的交替工作來(lái)實(shí)現(xiàn)交流電的輸出,結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,成本較低,適用于中小功率場(chǎng)合。全橋電路則通過(guò)四個(gè)開(kāi)關(guān)管的互補(bǔ)導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)交流電的輸出,在相同的開(kāi)關(guān)電流下,輸出功率是半橋電路的兩倍,更適合大功率應(yīng)用。
    四、半橋與全橋驅(qū)動(dòng)類比說(shuō)明
    半橋驅(qū)動(dòng)類似于用兩個(gè)水龍頭(分別控制冷水和熱水)來(lái)調(diào)節(jié)水溫。在電路中,半橋驅(qū)動(dòng)通過(guò)交替打開(kāi)這兩個(gè)“水龍頭”(電力開(kāi)關(guān))來(lái)控制電流的方向和大小,廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制和電源變換器。全橋驅(qū)動(dòng)則是半橋驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)展,如同有四個(gè)水龍頭(兩個(gè)控制熱水,兩個(gè)控制冷水),通過(guò)更精細(xì)地調(diào)節(jié)這四個(gè)水龍頭,可以更精確地控制水的溫度和流量。在電路中,全橋驅(qū)動(dòng)通過(guò)更復(fù)雜的方式控制電流,使得電機(jī)可以前進(jìn)也可以后退,非常適合需要雙向控制的應(yīng)用,如電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)。
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