桥式可逆斩波器主电路结构如图1所示。它由四个自关断器件(如gtr)vt1、vt2、vt3、vt4和四个快速型续流二极管vd1、vd2、vd3、vd4构成,形同字母h。h桥的一对角线接恒定直流电源e,另一对角线接负载,图示为直流电动机。根据各功率开关元件的导通规律不同,h型桥可逆斩波器可分单极性脉宽调制(斩波)和双极性脉宽调制(斩波)两种控制方式。
1、单极性脉宽调制
单极性脉宽调制时,斩波器输出电压uab的极性是通过一个控制电压 来改变。当 ,使vt1、vt2交替互补地导通,vt4一直导通、vt3一直关断,各功率开关器件基极驱动信号如图4-21所示。这时斩波器输出电压uab总是b端为(+)、a端为(-),呈现出一种单一方向的极性。当控制电压 ,则晶体管基极驱动电压 与 对换、 与 对换,变成vt3、vt4交替导通,vt2一直导通而vt1一直关断,h桥输出电压uab随之改变极性,变成a端为(+)、b端为(-)的另一种单一的极性。
图1 桥式可逆斩波器 图2 单极性调制时驱动信号
2、双极性脉宽调制
双极性脉宽调制时,h桥的四个晶体管分为两组:一组为vt1和vt4,另一组为vt2和vt3。控制规律是同组两管同时通、断,两组通、断相互交替,其晶体管驱动信号、输出电压、电流波形如图3所示。
图3 双极性调制时驱动信号和电压、电流波形
3、单极性调制与双极性调制方式的比较
1)双极性调制控制简单,只要改变 位置就能将输出电压从+e变到-e;而在单极性调制方式中需要改变晶体管触发信号的安排。
2)当h桥输出电压很小时,双极性调制每个晶体管驱动信号脉宽都比较宽,能保证晶体管可靠触发导通。单极性调制时则要求晶体管驱动信号脉宽十分狭窄,但过窄脉冲不能保证晶体管可靠导通。
3)双极性调制时四个晶体管均处于开关状态,开关损耗大;而单极性调制时只有两个晶体管工作,开关损耗相应小。