H桥及其衍生拓扑相关知识总结

1、H桥及其衍生拓扑相关知识总结电路拓扑开关工作方式优点缺点全桥双极性调制四个开关全部工作在高频，S1、S3同时通断，S2、S4同时通断。VPE只含工频成分，不含开关高频成分，降低了漏电流和EMI。1.输出电流的纹波频率为开关频率，对滤波要求高；2.输出电压变化是双极性的，导致了较高的损耗；3.由于L1(2与CPV之间的无功功率交换，导致效率降低，只有96.5%。单极性调制四个开关全部工作在高频，电网正半周期时，S4始终导通，S1、S2以开关频率调制，电网负半周期时，S2始终导通，S3、S4以开关频率调制。1.输出电流中纹波为2倍开关频率，降低了对滤波的要求；2.输出电压是单极性变化的（ 0 +V

2、PV 0 VPV 0 ），损耗较小；3.在输出为零电压时，由于减小了损耗，使得效率高达98%。1.VPE包含开关高频成分，产生较高的漏电流和EMI；2. VPE中含有高频分量而不适用于无变压器的光伏系统中。混合调制开关S1、S2工作在高频、S3、S4工作在工频电网正半周期时，S4始终导通， S2、S3始终关断，S1以开关频率调制，电网负半周期时，S3始终导通， S1、S4始终关断，S2以开关频率调制。1.输出电压是单极性变化的（ 0 +VPV 0 VPV 0 ），损耗较小；2. 在输出零电压期间，L1(2与CPV之间的不存在无功功率交换，减小了损耗；3.一个桥臂工作在低频，减小了损耗。1.只能

3、工作于双象限；2.输出电流的纹波频率为开关频率，对滤波要求高；3. VPE以工频成方波变化，产生较高的漏电流和EMI。H5S1、S3在电网电流的正负半周各自导通，S4、S5在电网正半周期以开关频率调制，S2、S5在电网负半周期以开关频率调制。1.输出电压是单极性变化的（ 0 +VPV 0 VPV 0 ），损耗较小；2. 在输出零电压期间，L1(2与CPV之间的不存在无功功率交换，减小了损耗；3.一个桥臂工作在低频，减小了开关损耗；4. VPE只含工频成分，不含开关高频成分，降低了漏电流和EMI。1.额外增加一个开关；2.三个开关同时工作，产生的损耗较大，但不影响整体的效率。HERICS1、S4

4、和S2、S3工作在高频，S5、S6工作在工频。电网正半周期，S1、S4工作在高频，同时开通和关断，S2、S3始终关断，S5导通，S6关断。电网负半周期，S2、S3工作在高频，同时开通和关断，S1、S4始终关断，S6导通，S5关断。1.输出电压是单极性变化的（ 0 +VPV 0 VPV 0 ），损耗较小；2. 在输出零电压期间，L1(2与CPV之间的不存在无功功率交换，减小了损耗；3.VPE只含工频成分，不含开关高频成分，降低了漏电流和EMI。多了两个额外的开关。REFU当不需要升压时，S1,S2工作于高频；当需要升压时S3，S4工作于高频；S+,S-工作于工频1.输出电压是单极性变化的（ 0

5、+VPV 0 VPV 0 ），损耗较小；2. 在输出零电压期间，L1(2与CPV之间的不存在无功功率交换，减小了损耗；3.VPE只含工频成分，不含开关高频成分，降低了漏电流和EMI。1.需要两个直流电压；2.增加了两个开关（工作于工频，损耗小）。H6S1S4工作在电网频率，而S5、S6以开关频率工作，电网正半周期时，S1、S4始终导通，S5、S6以开关频率调制，电网负半周期时，S2、S3始终导通，S5、S6以开关频率调制。1.输出电压是单极性变化的（ 0 +VPV 0 VPV 0 ），损耗较小；2.旁路开关承受电压是直流电压的一半3. 在输出零电压期间，L1(2与CPV之间的不存在无功功率交换

6、，减小了损耗；4.VPE只含工频成分，不含开关高频成分，降低了漏电流和EMI。1.增加两个开关和两个二极管；2.有四个开关同时工作，增加了开关损耗，但不影响整体的高效率。FB-ZVRS1、S4和S2、S3工作在高频；S5也工作在高频；电网正半周期，S1、S4工作在高频，同时开通和关断，S2、S3始终关断，S5工作在高频，并与S1、S4互补导通；电网负半周期，S2、S3工作在高频，同时开通和关断，S1、S4始终关断，S5工作在高频，并与S2、S3互补导通；1.输出电压是单极性变化的（ 0 +VPV 0 VPV 0 ），损耗较小；2. 在输出零电压期间，L1(2与CPV之间的不存在无功功率交换，减

7、小了损耗；3.一个桥臂工作在低频，减小了开关损耗；4. VPE只含工频成分，不含开关高频成分，降低了漏电流和EMI。5.在任何功率因数下都能工作。1.增加了一个开关和四个二极管；2.在死区时间钳位时，由于输出电压是双极性的，增加了损耗。存在的问题1. 详细分析各个电路工作过程，找出单极性变化是如何实现的（零电压如何产生）？2. 为什么要实现单极性变化（单极性变化为什么使损耗减小？单极性与双极性的优缺点）？3. VPE是如何产生的？对漏电流和EMI有何影响？4. 对各个电路进行共模分析，找出各个电路抑制共模电流（漏电流）的方法。对其使用的方法进行归纳，找到抑制漏电流的常用拓扑的共同点5. 为什么

8、在输出零电压期间，L1(2)与CPV之间的不存在无功功率交换？6. 工作在低频的桥臂，开关损耗小的原因？7. 通过仿真，找到输出电流纹波频率与开关频率的关系，其频率的高低对滤波的要求有何影响？8. 什么是四象限运行？为什么采用混合调制的H桥只能工作在双象限？其他拓扑是否能实现四象限运行？9. 为什么FB-ZVR在死区时间钳位时输出电压是双极性的？10. 为什么FB-ZVR在任何功率因数下都可以运行？11. （请继续添加）开关S1的波形开关S2的波形开关S3的波形开关S4的波形载波与调制波双极性调制开关波形开关S4的波形开关S3、S4载波与调制波开关S3的波形开关S2的波形开关S1的波形开关S1、S2载波与调制波单极性开关波形开关S1的波形开关S2的波形开关S3的波形开关S4的波形S1的载波与调制波S2的载波与调制波混合调制开关波形开关S1的波形开关S2的波形开关S3的波形开关S4的波形开关S5的波形载波与调制波H5桥开关波形开关S5和S6的波形开关S4的波形开关S3的波形开关S2的波形开关S1的波形载波与调制波H6桥开关