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半桥逆变电路的工原理

2019年07月23日 10:01 次阅读

半桥逆变电路是电子镇流器和电子节能灯中最常用也是最基本的电路,正确地理解它的工作原理,将有助于我们合理地选择元器件如磁环变压器、扼流电感、启动电容等元件的参数,正确地安排三极管的驱动电路,以降低它的功耗与热量,提高整灯的可靠性。遗憾地是过去受观测仪器(如示波器)和测试手段的局限,我们无法观测到电路中关键点如三极管各个电极电流的正确波形(如文献4的电流iB、ic的起始波形就是错误的),因而无法作出符合实际情况的定量分析和判断,以至形成一些错误的概念。最近看到深爱公司叶文浩先生发表在中国照明电器(刊载于04年11、12期)的文章,受到不少启发,到欧普照明公司后,利用比较先进的示波器TDS5000,对电路关键点的电流和电压波形,进行了仔细的测试,感到认识上有所提高,澄清了过去不少胡塗概念,特撰写本文,抛砖引玉,与叶先生商榷,并就教于国内方家。

半桥逆变电路的工原理,尽管这个电路是众所周知的,但人们对它的理解却并不十分正确,存在一些错误观念。

半桥逆变电路工作原理如图11.2

半桥逆变电路的工原理

工作原理:

①tl时间:开关K1导通,K2截止,电流方向如图中①,电源给主变T供电,并给电容C2充电。

②t2时间:开关K1、K2都截止,负截无电流通过(死区)。

③t3时间:开关K1截止,K2导通,电容C2向负载放电。

④t4时间:开关K1、K2均截止,又形成死区。如此反复在负载上就得到了如图11.3的电流,实现了逆变的目的。

IGBT焊机的工作原理

①电源供给:

场效应管作逆变开关的焊机一样,焊机电源由市电供给,经整流、滤波后供给逆变器

②逆变:

由于IGBT的工作电流大,可采用半桥逆变的形式,以IGBT作为开关,其开通与关闭由驱动信号控制。

③驱动信号的产生:

驱动信号仍然采用处理脉宽调制器输出信号的形式。使得两路驱动信号的相位错开(有死区),以防止两个开关管同时导通而产生过大电流损坏开关管。驱动信号的中点同样下沉一定幅度,以防干扰使开关管误导通。

保护电路

IGBT焊机也设置了过流、过压、过热保护等,有些机型也有截流,以保证焊机及人身安全,其工作原理与场效应管焊机相似。

逆变与整流是两个相反的概念,整流是把交流电变换为直流电的过程,而逆变则使把直流电改变为交流电的过程,采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程需要大功率电子开关器件,采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关器件的逆变焊机成为IGBT逆变焊机。

逆变焊机的工作过程如下:将三相或单相工频交流电整流,经滤波后得到一个较平滑的直流电,由IGBT组成的逆变电路将该直流电变为几十KHZ的交流电,经主变压器降压后,再经整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。

逆变电焊机优点:由于逆变工作频率很高,所以主变压器的铁心截面积和线圈匝数大大减少,因此,逆变焊机可以在很大程度上节省金属材料,减少外形尺寸及重量,大大减少电能损耗,更重要的是,逆变焊机能够在微妙级的时间内对输出电流进行调整,所以就能实现焊接过程所要求的理想控制过程,获得满意的焊接效果。

半桥逆变电路的工作原理

1、半桥逆变电路的等效电路:

半桥逆变电路的工原理

2、半桥逆变电路的工作原理:上图中,A、B分别为两个半桥中点,uAB是它们之间的电压,R是等效电阻,L为扼流电感,LC构成串联谐振电路,将uAB的方波输入转变为C两端的近似正弦波,完成了逆变过程。

3、典型电子日光灯电路中的应用:

半桥逆变电路的工原理

图中L2、C6、RLA,就是半桥逆变电路,灯管等效电阻是由灯管电压和灯管电流决定。

左侧电路将直流电转换成方波(为了顺利起振和持续振荡,电路比较复杂),由高频变压器提供半桥中点,由C7、C8组成无源半桥中点,实现了由直流到交流的逆变。

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5伏灯泡包含一个与LED串联的集成限流电阻。这允许灯从5伏电源驱动而无需外部电流限制器。 Green器件在GaP衬底上使用GaP。漫射灯提供宽的离轴视角。 特点 积分电流限制电阻器 TTL兼容无需外部具有5伏电源的限流器 节省成本节省空间和电阻器成本 宽视角 T-1封装中的高性能绿色 批量供货 应用程序 键盘背光 符号指示器 LCD背光 按钮式背光 前面板指示灯

发表于 2019-07-04 11:55 0次阅读
HLMP-1640-DE000 T-1(3mm)...

HLMP-3601 T-1 3/4(5 mm),...

此12伏灯泡包含一个与LED串联的集成限流电阻。这允许灯从5V电压源驱动而无需外部电流限制器。 HLMP-3600由GaAs衬底上的GaAsP制成。该漫射灯提供宽的离轴视角。 特性 积分电流限制电阻器 TTL兼容 需要没有5伏/ 12伏电源的外部限流器 成本效益 节省空间和电阻成本 宽视角

发表于 2019-07-04 11:55 2次阅读
HLMP-3601 T-1 3/4(5 mm),...

HLMP-1640-B00A2 T-1(3mm)...

5伏灯泡包含一个与LED串联的集成限流电阻。这允许灯从5伏电源驱动而无需外部电流限制器。 Green器件在GaP衬底上使用GaP。漫射灯提供宽的离轴视角。 特点 积分电流限制电阻器 TTL兼容无需外部具有5伏电源的限流器 节省成本节省空间和电阻器成本 宽视角 T-1封装中的高性能绿色 适用于直角外壳

发表于 2019-07-04 11:55 4次阅读
HLMP-1640-B00A2 T-1(3mm)...

HLMP-1600-D00A2 T-1(3mm)...

5伏灯泡包含一个与LED串联的集成限流电阻。这允许灯从5伏电源驱动而无需外部电流限制器。高效红色是GaP衬底上的GaAsP。漫射灯提供宽的离轴视角。 特点 积分电流限制电阻器 TTL兼容无需外部具有5伏电源的电流LImiter 成本效益节省空间和电阻成本 宽视角 适用于直角外壳

发表于 2019-07-04 11:55 0次阅读
HLMP-1600-D00A2 T-1(3mm)...

HLMP-3600 T-1 3/4(5 mm),...

此5伏红灯包含一个与LED串联的集成限流电阻。这允许灯从5V电压源驱动而无需外部电流限制器。 HLMP-3600由GaAs衬底上的GaAsP制成。该漫射灯提供宽的离轴视角。 特性 积分电流限制电阻器 TTL兼容 需要没有5伏/ 12伏电源的外部限流器 成本效益 节省空间和电阻成本 宽视角 应用程序 在门视频标志市场

发表于 2019-07-04 11:55 0次阅读
HLMP-3600 T-1 3/4(5 mm),...

HLMP-3650 T-1 3/4(5 mm),...

此5伏黄灯包含一个与LED串联的集成限流电阻。这允许灯从5V电压源驱动而无需外部电流限制器。 HLMP-3650由GaAs衬底上的GaAsP制成。该漫射灯提供宽的离轴视角。 特性 积分电流限制电阻器 TTL兼容 需要没有5伏电源的外部限流器 成本效益 节省空间和电阻成本 宽视角 应用 全彩/视频标志

发表于 2019-07-04 11:54 0次阅读
HLMP-3650 T-1 3/4(5 mm),...

HLMP-1640-B00A1 T-1(3mm)...

5伏灯泡包含一个与LED串联的集成限流电阻。这允许灯从5伏电源驱动而无需外部电流限制器。 Green器件在GaP衬底上使用GaP。漫射灯提供宽的离轴视角。 特点 积分电流限制电阻器 TTL兼容无需外部具有5伏电源的限流器 节省成本节省空间和电阻器成本 宽视角 T-1封装中的高性能绿色 适用于直角外壳 应用 交通管理:交通信号工作区警示灯可变消息标志 商业户外广告:标志 Marquees 汽车:外部和内部灯...

发表于 2019-07-04 11:54 0次阅读
HLMP-1640-B00A1 T-1(3mm)...

HLMP-1601 T-1(3毫米),12伏,集...

此12伏灯泡包含一个与LED串联的集成限流电阻。这允许灯从12伏电源驱动而无需外部电流限制器。高效红色是GaP衬底上的GaAsP。漫射灯提供宽的离轴视角。 特点 积分电流限制电阻器 TTL兼容无需外部具有12伏电源的限流器 成本效益节省空间和电阻器成本 宽视角 T-1封装中的高效红色 批量供货 应用程序 交通管理:交通信号工作区警示灯可变消息标志 商业户外广告:标志 Marquees 汽车:外部和室内灯...

发表于 2019-07-04 11:54 2次阅读
HLMP-1601 T-1(3毫米),12伏,集...

HLMP-1640 T-1(3mm),5伏,集成...

5伏灯泡包含一个与LED串联的集成限流电阻。这允许灯从5伏电源驱动而无需外部电流限制器。 Green器件在GaP衬底上使用GaP。漫射灯提供宽的离轴视角。 特点 积分电流限制电阻器 TTL兼容无需外部具有5伏电源的限流器 节省成本节省空间和电阻器成本 宽视角 T-1封装中的高性能绿色 批量供货 应用程序 全彩标志 商业户外广告

发表于 2019-07-04 11:52 2次阅读
HLMP-1640 T-1(3mm),5伏,集成...

ASMT-MWE2-NNP00 3W Moons...

月光石3W高亮度电源LED光源是一种高性能节能设备,可以处理高热量和高驱动电流。裸露焊盘设计具有从封装到主板的出色热传递。 薄型封装设计适用于各种应用,特别是在高度受限的情况下。 该封装与回流焊接兼容。这将为光源设计者提供更多的自由度和灵活性。特性 高效节能 裸露焊盘,具有出色的传热性能 适用回流焊接工艺 高电流操作 使用寿命长 宽视角 有机硅封装 非ESD敏感(阈值> 16kV) MSL 4产品 应用 签署背光 安全,出口和紧急标志照明 专业照明,如工作照明和阅读灯 零售展示 商业照明 口音或 便携式照明灯,自行车头灯,手电筒灯。 装饰照明 建筑照明 途径照明 街道照明 步行街照明 隧道照明...

发表于 2019-07-04 11:23 7次阅读
ASMT-MWE2-NNP00 3W Moons...

ASMT-MYE2-NMP00 3W大功率LED

月光石3W高亮度电源LED光源是一种高性能节能设备,可以处理高热量和高驱动电流。裸露焊盘设计具有从封装到主板的出色热传递。 薄型封装设计适用于各种应用,特别是在高度受限的情况下。 该封装与回流焊接兼容。这将为光源设计者提供更多的自由度和灵活性。特性 高效节能 裸露焊盘,具有出色的传热性能 适用回流焊接工艺 高电流操作 使用寿命长 宽视角 有机硅封装 非ESD敏感(阈值> 16kV) MSL 4产品 应用 签署背光 安全,出口和紧急标志照明 专业照明,如工作照明和阅读灯 零售展示 商业照明 口音或 便携式照明灯,自行车头灯,手电筒灯。 装饰照明 建筑照明 途径照明 街道照明 步行街照明 隧道照明...

发表于 2019-07-04 11:22 0次阅读
ASMT-MYE2-NMP00 3W大功率LED

AFBR-0545Z AFBR-0545Z用于A...

Broadcom AFBR-5972Z收发器模块使系统设计人员能够通过标准塑料光纤(POF)实现100 Mb / s快速以太网数据链路。 AFBR-0545Z媒体转换器套件允许系统设计人员快速评估AFBR-5972Z收发器模块的性能。 套件中的两块板提供了一种简单的解决方案,可将CAT-5以太网转换为塑料光纤,然后再转换回来。这样可以评估以太网运行长达50米的塑料光纤。 收发器模块可与Broadcom Versatile Link连接器(AFBR-4526Z)连接.AFBR-5972Z模块无铅符合RoHS标准。 功能 AFBR-0545Z媒体转换器套件包括: 媒体转换板(2片) 12V直流电源( 2件)加电源适配器(5种,每件2件) 2米POF电缆 用于AFBR-5972Z的双工连接器(P / N HFBR-RSD002Z) CAT 5跳线(2件) AFBR-0545Z应用说明...

发表于 2019-07-04 11:10 0次阅读
AFBR-0545Z AFBR-0545Z用于A...

AFBR-5803AQZ 125 MBd MMF...

完全符合FDDI PMD标准的光学性能要求 完全符合FDDI LCF-PMD标准 完全符合ATM 100Mb / s物理层的光学性能要求 完全符合100Base-FX版IEEE 802.3u的光学性能要求 多源1x9封装可选择双工SC或双工ST插座 波峰焊和水洗工艺兼容 3.3V或5V单电源 符合RoHS标准

发表于 2019-07-04 11:08 0次阅读
AFBR-5803AQZ 125 MBd MMF...

AFBR-5803ATZ 125 MBd MMF...

完全符合FDDI PMD标准的光学性能要求 完全符合FDDI LCF-PMD标准 完全符合ATM 100Mb / s物理层的光学性能要求 完全符合100Base-FX版IEEE 802.3u的光学性能要求 多源1x9封装可选择双工SC或双工ST插座 波峰焊和水洗工艺兼容 3.3V或5V单电源 符合RoHS标准

发表于 2019-07-04 11:07 0次阅读
AFBR-5803ATZ 125 MBd MMF...

AFBR-5803AZ 125 MBd MMF收...

完全符合FDDI PMD标准的光学性能要求 完全符合FDDI LCF-PMD标准 完全符合ATM 100Mb / s物理层的光学性能要求 完全符合100Base-FX版IEEE 802.3u的光学性能要求 多源1x9封装可选择双工SC或双工ST插座 波峰焊和水洗工艺兼容 - 3.3V或5V单电源 符合RoHS标准

发表于 2019-07-04 11:07 2次阅读
AFBR-5803AZ 125 MBd MMF收...

AFBR-5803Z 125 MBd MMF收发...

完全符合FDDI PMD标准的光学性能要求 完全符合FDDI LCF-PMD标准 完全符合ATM 100Mb / s物理层的光学性能要求 完全符合100Base-FX版IEEE 802.3u的光学性能要求 多源1x9封装可选择双工SC或双工ST插座 波峰焊和水洗工艺兼容 3.3V或5V单电源 符合RoHS标准

发表于 2019-07-04 11:07 0次阅读
AFBR-5803Z 125 MBd MMF收发...

AFBR-5803TZ 125 MBd MMF收...

完全符合FDDI PMD标准的光学性能要求 完全符合FDDI LCF-PMD标准 完全符合ATM 100Mb / s物理层的光学性能要求 完全符合100Base-FX版IEEE 802.3u的光学性能要求 多源1x9封装可选择双工SC或双工ST插座 波峰焊和水洗工艺兼容 3.3V或5V单电源 符合RoHS标准

发表于 2019-07-04 11:07 0次阅读
AFBR-5803TZ 125 MBd MMF收...

HFBR-1523Z 适用于工业应用的40 KB...

符合RoHS标准 低成本光纤组件 增强型数字链路:dc-5 MBd 扩展距离链接最大120 m,40 kBd 低电流链路:6 mA峰值电源电流 水平和垂直安装 联锁功能 高抗噪性 易于连接:单工,双工和锁定连接器 阻燃 变送器采用660 nm红色LED为了便于查看 与标准TTL电路兼容 可根据要求提供3D模型

发表于 2019-07-04 11:03 6次阅读
HFBR-1523Z 适用于工业应用的40 KB...

BCM8305 四路低功耗单向10 GbE CD...

与EyeOpener®完全集成的多速率CDR,限制放大器和信号丢失检测,工作速率为10 GbE。   BCM8305非常适用于40 GbE模块和4 x 10 GbE应用,以及用于在线卡上重新定时10G信号以符合SFI / XFI标准。 BCM8305提供高抖动容限和低抖动生成,旨在符合光互联网论坛IEEE标准。 BCM8305可以采用1.0V单电源供电,无需任何特殊的电源排序要求。 BCM8305采用8 mm x 8 mm,81引脚BGA封装。 特性 完全集成的多速率四核CDR 集成限幅放大器 信号丢失检测 可编程均衡,以适应信号丢失,允许在非常长的PCB走线上进行接口...

发表于 2019-07-04 10:24 4次阅读
BCM8305 四路低功耗单向10 GbE CD...

BCM8325 四路低功耗单向10 GbE无参考...

完全集成的多速率CDR与EyeOpener®,限制放大器和信号丢失检测,工作在10 GbE。 BCM8325非常适用于40 GbE模块和4x 10 GbE应用,以及用于在线卡上重新定时10G信号以符合SFI / XFI标准。   BCM8325提供高电平 - 抖动容限和低抖动生成,旨在符合光互联网论坛(OIF)IEEE标准。 BCM8325可以采用1.0V单电源供电,无需任何特殊的电源排序要求。 BCM8325采用8 mm x 8 mm,81引脚BGA封装。 功能 低延迟...

发表于 2019-07-04 10:24 9次阅读
BCM8325 四路低功耗单向10 GbE无参考...

BCM8302 双速多速率10-Gb / s低功...

完全集成的多速率时钟和数据恢复(CDR)芯片,带有EyeOpener®,限制放大器和信号丢失检测,工作速率从8.5 Gb / s到11.4 Gb / s。  BCM8302提供高抖动容限和低抖动生成,旨在符合光互联网论坛(OIF),IEEE 802.3ae,Telcordia®,ANSI和ITU-T抖动标准。用户可以选择BCM8302参考时钟输入频率,线速率除以16或64. BCM8302可以采用1.0V单电源供电,无需任何特殊的电源排序要求。 BCM8302有两种封装:5 mm x 5 mm,36引脚BGA和6 mm x 6 mm,49引脚BGA,球间距为0.8 mm。  特性 完全集成的多速率双CDR 速率从8.5 Gb / s到11.4 Gb / s 高抖动容限和低抖动生成 符合光互联网论坛(OIF),IEEE 802.3ae,Telcordia,ANSI和ITU-T抖动标准...

发表于 2019-07-04 10:22 7次阅读
BCM8302 双速多速率10-Gb / s低功...

BCM8324 四路低功耗单向10 GbE无参考...

完全集成的多速率CDR与EyeOpener®,限制放大器和信号丢失检测,工作在8.5 Gb / s至11.4 Gb / s。   BCM8324非常适用于40-GbE模块和4x 10G应用中的应用,以及用于在线路卡上重新定时10G信号以符合SFI / XFI标准。 BCM8324提供高抖动容限和低抖动生成,旨在符合光互联网论坛(OIF),IEEE 802.3ae,Telcordia®,ANSI和ITU-T抖动标准。 BCM8324可以采用1.0V单电源供电,无需任何特殊的电源排序要求。 BCM8324采用8 mm x 8 mm,81引脚BGA封装。 功能 可编程Tx预加重 可编程Rx均衡器 低延迟...

发表于 2019-07-04 10:22 8次阅读
BCM8324 四路低功耗单向10 GbE无参考...

BCM97271 VOICE STB DEVEL...

Broadcom ® BCM97271亚马逊Alexa语音服务(AVS)语音STB开发套件允许Broadcom OEM客户使用Alexa快速创建机顶盒内置。 Broadcom的STB SoC集成了允许直接连接多个麦克风的接口。通用和专用计算资源在将干净的音频传递到Amazon Voice Service之前执行麦克风输入的预处理。 该参考套件预先集成了一整套Broadcom机顶盒软件,可以广泛应用于Broadcom的机顶盒SoC。  完整的Broadcom BCM97271语音参考设计利用BCM97271VC4L平台,最多包含四个麦克风,基于BCM7271 STB SoC。 功能 行业领先的声学处理性能和电源效率实现AVS 使用适用于Linux的Alexa智能屏幕和电视设备SDK引人注目的交互式视觉效果 Amazon Wake Word引擎 与Broadcom无缝集成Nexus机顶盒Linux参考软件 开箱即用的操作,可通过未来更新支持的附加功能进行升级 四核Broadcom B53 CPU SoC 将2至4个数字MEM I2S / TDM麦克风直接连接至SoC 无需外部DSP或信号处理 从待机状态唤醒STB / TV(在SoC中) - 具体用于将STB / TV从待机状态转换为活动状态的关键字和命令 4Kp60 10位视频和通过HDMI TX...

发表于 2019-07-04 10:06 6次阅读
BCM97271 VOICE STB DEVEL...

BCM94201 通用卫星接收器

Broadcom的BCM94201是一个卫星接收机评估系统参考设计。   Broadcom的BCM94201卫星接收机评估系统是旨在供硬件和软件工程师用作加速BCM4201系统设计周期的基准和开发工具。该参考设计提供了一个评估BCM4201通用卫星接收器的平台,该接收器支持Digicipher II,DIRECTV和DVB标准。这种紧凑的独立系统为快速技术集成提供了完整的开发环境。  功能 基于Broadcom BCM4201通用卫星的参考设计接收器 DIRECTV或DVB格式的标准MPEG-2输出 需要+ 3.3V,+ 5V,+ 28V和LNB功率的24针电源连接器 应用程序 机顶盒 ...

发表于 2019-07-04 10:05 10次阅读
BCM94201 通用卫星接收器

BCM7428 IP HD STB客户端SoC

BCM7428是一个客户端片上系统(SoC),用于基于HD的IP机顶盒,集成了MoCA技术。   BCM7428是具有集成MoCA技术的Broadcom SoC器件系列的一部分。通过将MoCA 2.0直接集成到STB SoC中,Broadcom可以提供双倍的视频带宽,更高的安全性和更低的功耗要求。 MoCA 2.0支持改进的数据包错误率,为运营商提供更高的服务质量(QoS)级别,并有效地将更多数量的调谐器/解调器集成到下一代STB和网关设备中。 功能 MoCA 2.0使家庭网络带宽增加一倍以上,提高家庭视频质量和分布 通过先进的电源管理技术实现更高能效的系统-power sleep和Wake-on-Lan(WOL)模式 支持更高级别的安全性以增强内容保护 基于40 nm工艺技术 Powered通过高性能双线程Zephyr CPU提供3000 DMIPS 应用程序 机顶盒 HDTV 家庭网关  IPTV  ...

发表于 2019-07-04 10:01 12次阅读
BCM7428 IP HD STB客户端SoC