H-мосты строятся на базе схемы мостового инвертора напряжения.
Путем последовательного соединения H-мостов набирается высокое выходное напряжение.
При этом входной выпрямитель В у каждого из мостов запитан от своей обмотки трансформатора.
Величина выходного напряжения первой гармоники при ШИМ составляет:
Управление ключами ШИМ осуществляется следующим образом.
Формируются два опорных напряжения.
Если , то всегда включен не штриховой транзистор.
В этом случае величина выходного напряжения первой гармоники составляет:
Форма выходного напряжения является многоуровневой.
Специфика управления мостами определяется способом формирования опорных напряжений.
Существует три способа:
1. опорные напряжения первого и второго мостов совпадают. Выходное напряжение получается таким же, только с удвоенной амплитудой выходного напряжения.
2. опорные напряжения сдвинуты друг относительно друга на 180 эл. град. по частоте ШИМ. эквивалентная частота ШИМ удваивается и в два раза уменьшается амплитуда высокочастотных гармоник.
Недостаток: все время происходит переключение транзисторов в нижнем и верхнем мостах независимо от амплитуды управляющего сигнала.
При таком способе появляются динамические потери.
3. при величине осуществляется ШИМ ключей в первом мосте, во втором мосте открыт лишь один ключ.
Если , то прекращается ШИМ в первом мосте и начинается ШИМ во втором мосте.
Огибающая выходного напряжения:
Выводы:
1. выходное напряжение становится многоуровневым. В такой схеме 5 уровней.
,
где – количество H-мостов в одной стойке,
– количество уровней.
Коммутация осуществляется таким образом, чтобы первая гармоника приближалась к синусоиде.
Амплитуда основной гармоники выходного напряжения составляет:
Способ формирования напряжения :
Это делается для уменьшения коэффициента пульсаций первичного тока.
Коэффициент мощности:
,
где .
Недостатки схемы H-мостов:
1. невозможно построить схему без трансформатора.
2. величина примерно в раз больше, чем в обычном классическом трехфазном инверторе.
Огибающая входной ток инвертора:
В классической ШИМ частота в 3 раза больше.