S3-04 桥式逆变、整流、PWM 与交流端口

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S3 · M30 · U3.2 · 预计 12 h

本课只解决一个问题： 理解半桥/全桥、同步整流、单/双极 PWM 及电压电流换流。

为什么现在学： P1 隔离级、P4 GaN 半桥和当前 Class-EF2 都以桥臂为核心。

开工前

• 先修： S3-03 Boost 与 Buck-Boost：非最小相位和边界
• 必学： 桥式状态、PWM、同步整流和共模
• 可以加餐： 三相空间矢量
• 现在先别碰： 电机控制

抓住原理

核心概念

• 半桥/全桥
• 换流
• PWM
• 死区
• 共模
• 同步整流
• 调制比

公式与模型

• 桥臂开关函数
• v_ab=(s_a-s_b)Vdc
• RMS/ 基波分量
• dead-time 平均误差

物理直觉： 桥臂输出不是抽象方波，而是由母线、寄生、负载电流方向和死区共同决定。

资料怎么读

• 中文主线： CN-PE 逆变、PWM 和整流章；CN-PEA 第5—6章
• 英文/官方资料： EN-PPE switching cells and modulation 相关章

任务清单

• [ ] 独立推导/手算： 画不同负载电流方向下死区路径
• [ ] 仿真/编程： 仿真半桥/全桥和同步整流时序
• [ ] 实验/观察： 观察共模节点与差模输出
• [ ] 反向练习： 构造上下管命令相同但实际器件状态不同的案例

提交与过关

• 提交： 桥臂状态图、PWM 频谱、死区故障表
• 过关线： 无直通状态；反向路径正确；共模/差模分开解释
• 容易翻车： 把栅命令等同漏源状态；忽略 bootstrap 刷新；死区期间路径猜测

AI 使用边界

• 可以让 AI 帮忙： AI 可以帮你检索术语、搭“仿真半桥/全桥和同步整流时序”的脚本骨架，也可以生成反例。保留提示词、模型版本和来源；最后用手算、官方文档或测试逐条验收。
• 必须你自己来： 先关掉 AI，独立完成“画不同负载电流方向下死区路径”。然后闭卷讲清思路，并达到这条过关线：无直通状态；反向路径正确；共模/差模分开解释

学完之后

• 下一站： 进入栅驱动、软开关和隔离拓扑。
• 项目关系： 直接支撑 P1、P4；间接支撑 P2、P3。P1 隔离桥和 P4 GaN 半桥直接使用；P2/P3 通过多相同步 Buck 间接。
• 详细项目名： 见项目—课程矩阵。

时间账

阅读 3 h · 手算 3 h · 仿真/编程 3 h · 观察/实验 2 h · 复盘 1 h。合计 12 h。